Suponha um sistema que realiza movimentos de oscilações amortecidas. Qual das seguintes afirmações é verdadeira?
a) A energia mecânica permanece constante durante uma oscilação, mudando apenas depois do término de cada oscilação.
b) A energia cinética permanece constante durante todo o movimento.
c) A amplitude das oscilações aumenta até atingir um valor máximo, dependendo do fator (constante) de amortecimento.
d) A energia mecânica diminui gradualmente, de modo que a taxa com que ocorre essa diminuição depende do fator (constante) de amortecimento.
e) A energia potencial é máxima em torno da posição de equilíbrio do sistema.
a) A energia mecânica permanece constante durante uma oscilação, mudando apenas depois do término de cada oscilação.
b) A energia cinética permanece constante durante todo o movimento.
c) A amplitude das oscilações aumenta até atingir um valor máximo, dependendo do fator (constante) de amortecimento.
d) A energia mecânica diminui gradualmente, de modo que a taxa com que ocorre essa diminuição depende do fator (constante) de amortecimento.
e) A energia potencial é máxima em torno da posição de equilíbrio do sistema.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um sistema que realiza movimentos de oscilações amortecidas. Nosso objetivo é identificar qual das afirmações apresentadas está correta sobre esse tipo de movimento. Para resolver isso, vamos precisar entender o que são oscilações amortecidas e como a energia se comporta nesses sistemas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são oscilações amortecidas. Em um sistema oscilatório amortecido, há uma força de resistência (como atrito ou resistência do ar) que faz com que a amplitude das oscilações diminua com o tempo. Isso significa que, ao contrário de oscilações não amortecidas onde a amplitude permanece constante, aqui a energia do sistema não se mantém.
Passo 3
Agora, vamos analisar cada afirmação:
a) Diz que a energia mecânica permanece constante durante a oscilação e só muda após cada ciclo. Isso não está certo, porque na verdade a energia está diminuindo continuamente devido ao amortecimento.
b) Afirma que a energia cinética permanece constante durante todo o movimento. Isso também é incorreto, já que a energia cinética varia conforme a posição e a velocidade do sistema mudam durante a oscilação.
c) Afirma que a amplitude das oscilações aumenta até um valor máximo dependendo do fator de amortecimento. Isso está totalmente errado, porque com amortecimento, a amplitude na verdade diminui com o tempo.
d) Diz que a energia mecânica diminui gradualmente, e a taxa dessa diminuição depende do fator de amortecimento. Isso está correto! O amortecimento faz com que a energia seja dissipada, e quanto maior o fator de amortecimento, mais rápida é a perda de energia.
e) Afirma que a energia potencial é máxima perto da posição de equilíbrio. Na verdade, a energia potencial é máxima nas posições extremas, não na posição de equilíbrio.
Resposta
A alternativa correta é a d) A energia mecânica diminui gradualmente, de modo que a taxa com que ocorre essa diminuição depende do fator (constante) de amortecimento.