1^{\text {a }} Questão (2 pontos):
a) Cite e disserte com suas palavras sobre 06 (seis) situações onde o estudo de vibrações se faz necessário. Cite e disserte com suas palavras sobre ao menos 02 (duas) situações onde as vibrações mecânicas são desejadas ou necessárias
- Em acentos de pilotos de helicópteros uma vez que a vibração transmitida pode afetar o conforto (causar fadiga) em operar o equipamento;
- Em sistema de transmissão de energia elétrica (cabos de alta tensão) já que vibrações excessivas podem causar ruptura dos cabos;
- Em motores a combustão para eliminar ou diminuir a vibração transmitida;
- Em construções civis como altos edifícios, pontes de grande extensão, passarelas, etc., cuja vibração excessiva pode gerar além do mal-estar aos ocupantes e usuários a queda da edificação;
- Em máquinas agrícolas pois a vibração transmitida ao operador do equipamento pode causar problemas de saúde. Em alguns casos, se utiliza a vibração para operação dos equipamentos como em máquinas que colhem café (desejadas);
- Sistemas de transporte podem utilizar das vibrações para separação e transporte de material, peças e acessórios. Como exemplo tem-se os transportadores vibratórios (desejadas).
b) Descreva como você determinaria experimentalmente a massa e a rigidez de um sistema de 1 GDL não amortecido.
Pode-se usar o seguinte procedimento. Caso o sistema tenha dimensões razoáveis e não possua amortecimento (
m_{1} e
k_{1} ) e com o uso de um martelo de impacto em conjunto com um sistema de aquisição e processamento de sinais, é possível encontrar a frequência natural não amortecida do sistema (
\omega_{n 1} ). Agora, de posse de uma massa conhecida (
m_{2} ), acopla-se essa massa ao sistema original e calcula-se a nova frequência natural não amortecida (
\omega_{n} ) do sistema resultante (
m_{1}+m_{2} \mathrm{e} k_{1} ). De posse dos dados acima, utiliza-se o equacionamento abaixo:
\begin{aligned} & \omega_{1}^{2}=\frac{k_{1}}{m_{1}} \Rightarrow k_{1}=\omega_{1}^{2} m_{1} \\\ & \omega_{2}^{2}=\frac{k_{1}}{m_{1}+m_{2}} \Rightarrow k_{1}=\omega_{2}^{2}\left(m_{1}+m_{2}\right) \end{aligned}
De posse das equações (1) e (2) pode-se inicialmente encontrar
m_{1} e em seguida, substituindo o valor na equação (1), pode-se encontrar
k_{1} que são respectivamente a massa e a rigidez do sistema de 1 GDL.