Uma pessoa empurra um bebê em um balanço com uma amplitude pequena induzindo com período de 1,0s. A pessoa empurra o balanço também em intervalos de 1,0s. Esse sistema constitui:
(A) Um oscilador harmônico simples.
(B) Um oscilador harmônico amortecido.
© Um oscilador harmônico forçado sem ressonância.
(D) Um oscilador harmônico forçado em ressonância.
(E) O movimento não é descrito por um oscilador harmônico de nenhum tipo.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a pergunta está nos pedindo. Temos uma pessoa empurrando um bebê em um balanço com uma pequena amplitude, fazendo isso com um intervalo de 1,0 segundo entre os empurrões. O período do balanço também é de 1,0 segundo. A gente precisa identificar qual tipo de sistema oscilatório isso representa. Para resolver, vamos precisar entender sobre os diferentes tipos de osciladores harmônicos e como eles funcionam.

Passo 2

Primeiro, vamos revisar alguns conceitos básicos. Um oscillator harmônico simples é um sistema que oscila de volta para sua posição de equilíbrio sem nenhuma força externa agindo sobre ele, e sem perda de energia ao longo do tempo. Um exemplo clássico é uma massa em uma mola perfeita.
Já um oscillator harmônico amortecido leva em conta a perda de energia, geralmente devido a atrito ou resistência, fazendo com que a amplitude das oscilações diminua com o tempo.
Um oscillator harmônico forçado é aquele em que uma força externa está agindo sobre o sistema, empurrando ou puxando o sistema em intervalos específicos. Se a frequência dessa força externa coincide com a frequência natural do sistema, temos ressonância, o que pode aumentar significativamente a amplitude das oscilações.

Passo 3

No nosso caso, a pessoa está empurrando o balanço em intervalos de 1,0 segundo, que é o mesmo período natural do balanço. Isso significa que a força externa (os empurrões) está sendo aplicada exatamente na frequência natural do sistema.

Passo 4

Quando a força externa é aplicada na mesma frequência que a frequência natural do sistema, ocorre um fenômeno chamado ressonância. A ressonância faz com que a amplitude das oscilações aumente de forma significativa, pois cada empurrão está “construindo” na oscilação anterior de forma eficiente.

Passo 5

Portanto, o sistema em questão não é apenas um oscillador harmônico forçado, mas sim um oscillator harmônico forçado em ressonância, já que a frequência da força externa (empurrões) coincide com a frequência natural do balanço.

Resposta

A resposta correta é:
(D) Um oscilador harmônico forçado em ressonância.

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