UFRJ – Física 2 – 2019.2 – P3 – M. Escolha
. Considere as seguintes afirmativas a respeito de um oscilador harmônico amortecido forçado:
. Uma vez atingido o regime estacionário, o trabalho médio da força externa resultante sobre o sistema é nulo.
. Quando o atrito sobre o oscilador é relativamente pequeno e a frequência da força externa sobre o oscilador harm��nico é igual a sua frequência natural a amplitude do movimento se anula.
. Quanto maior é a frequência da força externa sobre o oscilador, na média, mais energia por unidade de tempo é transferida ao sistema.
São VERDADEIRAS:
Passo 1
Vem comigo para resolvermos mais esse problema.
Vamos analisar cada afirmativa e vê se ela é falsa ou verdadeira.
Passo 2
Primeiro vamos analisar a afirmativa . Para saber se amplitude é realmente nula, vamos olhar para seguinte equação que fornece essa amplitude.
Onde é a frequência natural do oscilador, é a frequência da força externa e o parâmetro de amortecimento.
Quando temos o caso em que:
Vemos que não vai a zero, logo a afirmativa é falsa.
Passo 3
Agora vamos analisar a afirmativa .
A variação da energia pelo tempo é dada pela seguinte equação:
Tomando essa média, temos que:
Já que:
Logo não temos mais energia por unidade de tempo sendo transferida para o sistema.
Já que as afirmativas e são falsas a única alternativa correta é a letra .