Um sistema oscila harmonicamente sob o efeito de um agente externo que exerce uma força senoidal de amplitude constante com frequência omega variável, Ao se aproximar a frequência omega de um determinado valor, obtém-se a máxima amplitude das oscilações. Nestas condições, podemos então afirmar que:
a) A frequência omega do agente externo é muito maior do que a da frequência natural (das oscilações livres) do sistema.
b) O agente externo diminui a força de atrito, produzindo assim oscilações de máxima amplitude;
c) A frequência omega do agente externo é assim a amplitude das oscilações é máxima;
d) A frequência omega do agente externo aproximou-se da que a da frequência natural (das oscilações livres) do sistema.
e) A frequência omega do agente externo é muito menor do que a da frequência natural (das oscilações livres) do sistema.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício. A gente está falando sobre sistemas que oscilam harmonicamente, ou seja, que se movem de um lado para o outro de forma regular, como um pêndulo. A questão aqui envolve uma força externa senoidal que faz esse sistema oscilar, e quando a frequência dessa força externa se aproxima de uma certa frequência, a amplitude das oscilações fica no máximo. Pra resolver isso, vamos precisar entender sobre frequência natural e ressonância.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é frequência natural. É a frequência com a qual um sistema oscila quando não tem nada externo influenciando, tipo quando você puxa um pêndulo e solta. Agora, quando temos uma força externa com uma certa frequência tentando puxar o sistema, se essa frequência for igual à frequência natural do sistema, ocorre algo chamado de ressonância. Nesse ponto, a amplitude das oscilações - que é o quão grande é o movimento - atinge seu valor máximo.

Passo 3

Então, aplicando isso ao exercício, a força externa está variando a frequência omega. Quando essa frequência se aproxima da frequência natural do sistema, a ressonância acontece e a amplitude das oscilações é máxima. Vamos ver as opções:
a) Diz que a frequência externa é muito maior que a natural - isso não causa a amplitude máxima.
b) Fala sobre diminuir a força de atrito - não é isso que causa a amplitude máxima.
c) Diz que a frequência externa é assim a amplitude é máxima - está meio confuso, mas não é a melhor opção.
d) Diz que a frequência externa se aproximou da natural do sistema - isso sim está correto!
e) Fala que a frequência externa é muito menor que a natural - também não causa a amplitude máxima.

Resposta

d) A frequência omega do agente externo aproximou-se da que a da frequência natural (das oscilações livres) do sistema.

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