SIMULAÇÕES DE FENÔMENOS FÍSICOS EM JAVA

Oscilações Forçadas (Resonância)

O topo da mola (círculo vermelho) se movimenta de cima para baixo, como se estivesse sendo movimentado por uma mão. Este movimento tipo de movimento é considerado harmônico, o que significa que é possível descreve-lo por uma função coseno. Oscilações provocadas desta maneira são chamadas oscilações forçadas.

O botão "Reiniciar" leva a mola até sua posição inicial. Você pode começar ou para e continuar a simulação com os outros dois botões. Se você selecionar a opção "Câmara lenta", o movimento ficará cinco vezes mais lento. A constante da mola, a massa, a constante de atenuação e a frequência angular da excitação da oscilação podem ser mudados dentro de certos limites. Ainda é possível selecionar entre três tipos de diagramas através dos botões de alternativa:

  • A elongação da excitação e o resonador estão em função do tempo
  • A amplitude da oscilação do resonador em função da frequência angular da excitação
  • A diferença de fase entre a oscilação da excitação e o resonador em função da frequência angular da excitação

Num geral você observa três tipos diferentes de comportamento:

Se a frequência da excitação é muito pequena (isso significa que o topo da mola está se movimentando devagar), o pêndulo oscilará sincronizadamente com a oscilação e aproximadamente com a mesma amplitude.

Se a frequência da excitação estiver de acordo com as características de frequência da mola, a oscilação do pêndulo será cada vez maior (resonância); neste caso as oscilações serão atrasadas cerca de um quarto do período de oscilação se comparada à excitação.

Se a frequência da excitação é muito alta, o resonador somente oscilará com uma pequena amplitude, próxima à fase oposta.

Se a constante de atenuação (o atrito) é muito pequena, o estado transitório será muito importante também contudo, você terá que esperar algum tempo para notar os tipos de comportamentos mencionados.

Este applet é baseado em fórmulas que são bem complicadas. Se você não gosta de matemática, não clique aqui de jeito nenhum.


URL: http://www.walter-fendt.de/ph11br/resonance_br.htm
URL: http://www.cepa.if.usp.br/Fendt/phbr/resonance_br.htm
© Walter Fendt, 1998-09-09
© Traduzido por: Antonio F. de Moraes Filho, Miriam G. de Castro e Juliana M. Marques Giordano - CEPA