Enunciado

Considere um oscilador linear não amortecido com frequência natural ω 0 = 0,5   r a d / s se a função degrau a = 1,0   m / s 2 . Calcule e desenhe a função resposta para uma função de força de impulso atuando durante um tempo τ = 2 π / ω 0 . Forneça uma interpretação física dos resultados.

Passo 1

Faala meu povo, bora com tudo pra mais uma questão do nosso livro!

Primeiramente precisamos desenhar a função de resposta para uma função de força de impulso para um oscilador linear não amortecido, com β = 0 , ω 0 = 0,5   r a d / s , a = 1   m / s 2 e τ = 2 π / ω 0 , a função de resposta é:

x t = 0 para t < 0

Quando β = 0 , nós temos:

Para t > τ substituímos por β = 0 e ω 0 na equação 3.108 do nosso livro, então temos:

Mas temos τ = 2 π / ω 0 , assim:

cos ⁡ ( ω 0 t - 2 π ) = cos ⁡ ( ω 0 t )

Dessa forma:

usando as equações (1), (2) e (3), e também os valores dados, podemos desenhar a função resposta x ( t ) como uma função de t . Para plotar a função usaremos python e o código é mostrado na imagem a seguir:

Na terminação do impulso, o oscilador é retornado à sua condição de equilíbrio, porque o impulso retém exatamente um período do oscilador e o oscilador não é amortecido

E assim a gente conclui e nossa questão, te vejo na próxima!

Resposta

v e r   p a s s o   a   p a s s o