Sistemas vibratórios

vimento periodico - Dá-se o nome de movimento periódico a m movimento que se repete a si próprio em intervalos de tempo iguais.
Período- é o tempo que um movimento demora, desde inicio até se voltar a sua origem.
Exemplos: O movimento de rotação(em torno de si mesmo) e de translação da Terra(em torno do sol), o movimento de um pêndulo etc.

Se o movimento periódico de uma particula consiste em deslocar-se para trás e para a frente sobre o mesmo caminho, dizemos que esse movimento é oscilatório ou vibratório. Diz-se que um corpo está em posição de equilíbrio quando se encontra em repouso. Por exemplo, uma mola presa horizontalmente nas suas extremidades, diz-se que ela está em posição de equilíbrio quando não está esticada nem comprimida.  

Se aplicarmos uma força exterior a mola, essa mesma vai deformar-se. O trabalho da força exterior transdere energia para o sistema "corpo+mola", que fica armazenada sob a forma de energia potencial elástica.
Se a mola não estiver na posição de equilíbrio dela, irá surgir uma outra força, chamada Força restauradora. Essa força vai permitir que a mola volte ao seu estado normal, ou seja, a sua posição de equilíbrio. No caso da imagem, a mola poderia ser puxada para a direita, e se deixasse-mos a mola, a Força Restauradora actuava e fazia com quem a mola voltasse a sua forma normal (posição de equilíbrio).
A soma de energia cinética do corpo com a energia potencial do sistema, tem sempre o mesmo valor em casa instante, ou seja, a energia total do sistema conserva-se.





x= 0,(posição de equilíbrio).         





A força exercida  pela mola no corpo   
K é a constante da mola.               
                                                         


Movimento oscilatório harmónico simples é um movimento que é produzido sempre que existe uma força restauradora a actuar num corpo proporcional á distância deste corpo à posição de equilíbrio. Força elástica, é uma força que é exercida pela mola no corpo de uma forma de energia potencial , sendo ela uma força conservativa.
Amplitude é a grandeza desde a altura máxima que a onda vai até a posição de equilíbrio.

A posição do corpo varia entre X= -A e X= A.
A distância máxima que a onda tem em relação ao eixo X, chama-se de amplitude do movimento.


Eis algumas equações indespensãveis quando falamos de sistemas vibratórios:



Sendo m e k constantes, a acceleração varia com a posição da partícula, e os seus valores repetem-se após um número inteiro de períodos.
Numa situação ideal, a energia total é a soma da energia cinética do corpo que efectua movimento harmónico simples e da energia potencial elástica do sistema.
Parte da energia total do sistema vai transformar-se noutras formas de energia.
Quando sujeitamos um corpo a um único movimento vibratório, sem que de seguida se aplique nele uma força, a amplitude do mesmo irá diminuir aos poucos até que atinja o repouso absoluto, como acontece no caso de um instrumento musical de cordas. 
Uma viola por exemplo, quando puxamos uma das cordas, ela irá produzir uma determinada nota, e se não aplicarmos nela mais nenhuma força, a corda irá atingir aos poucos o seu estado de repouso, tal como a nota produzida irá diminuir a sua tonalidade.
Isto deve-se também às forças de atrito e à radiação de energia através de ondas sonoras.

Tal como podemos verificar na figura acima, as oscilações vão diminuindo progressivamente ao longo do tempo.
A este tipo de movimento dá-se o nome de movimento oscilatório harmónico amortecido.
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