Oscilações Forçadas e Ressonância
Um bebê alegra-se gritando de felicidade e saltando para cima e para baixo em seu berço. Sua massa é de e o colchão do berço pode ser modelado como uma mola leve com constante de força de . Para que o movimento do bebê possua máxima amplitude, qual deve ser a frequência aplicada por ele ao colchão? (adote )
Passo 1
Essa é uma questão que envolve um conceito de ressonância por trás.
Notou?
Bem, o bebê seria o agente externo que aplica uma força oscilante externa no colchão e nele próprio, que formam o sistema massa mola.
Para que que a amplitude que o bebê alcance seja máxima, ele tem que aplicar no colchão a força com a mesma frequência natural do sistema massa mola ( bebê mais colchão).
Passo 2
Show, então, sendo a frequência natural do sistema massa mola que é o bebê mais o colchão e a frequência angular da força que externa, que é a força que o bebe exerce, para que seja gerada a amplitude máxima, vamos ter que ter:
Passo 3
A frequência natural é calculada facilmente:
Passo 4
Bom, mas ele quer a frequência linear e não a angular, então:
Resposta
d)