N5 - Mecanica Vibratoria - UAM

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PROVA N5 – MECANICA VIBRATORIA 
Ao estudarmos vibração livre de sistemas lineares conservadores com um grau de liberdade, aprendemos que um sistema é conservativo se a energia potencial mais a energia cinética manter-se constante durante o movimento. Como isso, vimos que vibração livre significa que nenhuma força externa variável atua no sistema.
 
A respeito dos conceitos a respeito das vibrações livres, analise as afirmativas a seguir.
 
I. Quando há aumento na amplitude ao longo de cada ciclo de vibração, diz-se que o corpo tem vibração livre.
II. Quando não há mudança na amplitude ao longo de cada ciclo de vibração, diz-se que o corpo tem vibração amortecida.
III.  As vibrações longitudinais ocorrem quando as partículas de um corpo se movem, paralelamente, ao seu eixo
IV. Vibrações longitudinais, transversais e torcionais são exemplos de vibrações livres.
 
É correto o que se afirma em:
RESPOSTA: Sub amortecido
Durante os estudos do segundo módulo, vimos que existem vibrações livres amortecidas e não amortecidas. Saber diferenciar esses dois tipos de vibrações livres é fundamental para o correto entendimento dos conceitos relacionados à mecânica vibratória.
 
Nesse sentido, assinale a alternativa correta em relação às vibrações livres não amortecidas:
RESPOSTA: As. Vibrações livres sem amortecimento acontecem quando não há dissipação de energia durante o processo; o movimento é classificado como vibratório permanente. 
Em um arranjo sujeito à vibração e com grau de liberdade único, é comum utilizarmos, como forma de representar esse arranjo, o sistema massa-mola-amortecedor. Esse sistema é composto por um bloco de massa M preso por uma mola e por um amortecedor, que estão presos a um ponto fixo. A figura a seguir mostra um sistema massa-mola típico.
RESPOSTA: Somente o amortecedor. 
	 
A principal diferença entre vibração amortecida e não amortecida é que vibração não amortecida se refere a vibrações em que a energia do sistema vibratório não é dissipada para o ambiente ao longo do tempo, enquanto na vibração amortecida o sistema tem a energia dele dissipada.
A respeito da modelagem matemática de vibrações livres amortecidas e não amortecidas,  analise as afirmativas a seguir e assinale V
para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. (   )  A equação  representa um movimento oscilatório livre amortecido.
II. (  ) A equação representa movimento oscilatório forçado não amortecido.
III. (  ) A equação representa movimento oscilatório livre amortecido.
IV. (  ) A equação  representa um movimento oscilatório livre não amortecido.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
RESPOSTA: F,F,V,V.
As vibrações se referem às oscilações mecânicas e podem ser classificadas como periódicas ou aleatórias. A vibração é ocasionalmente desejável. Por exemplo, o movimento de um diapasão, a palheta de um instrumento de sopro ou gaita ou o cone de um alto-falante são vibrações desejáveis, necessárias para o correto funcionamento dos diversos aparelhos.
 
No estudo de vibrações mecânicas, elementos de rigidez e elementos de dissipação são usualmente empregados para a definição dos conceitos e estudo de caso. Assim, com relação a esses elementos, analise as afirmações a seguir:
 
I. Na associação de molas em paralelo, as molas ficam uma do lado da outra. Quando associadas em série, as molas ficam uma sobre a outra.
II. Na associação de molas em paralelo, as molas sofrem a mesma deformação, quando se tratam de molas que têm o mesmo comprimento inicial. Ao serem comprimidas, as molas exercem força elástica. Nesse caso, a força total é igual à soma das forças de cada mola.
III. Um exemplo de componente ou elemento de rigidez é o amortecedor, pois, à medida que o amortecedor é deformado, ele acumula energia de forma gradual, liberando-a à medida que o amortecedor retorna ao seu estado inicial.
IV. A mola é um dispositivo que produz amortecimento hidráulico ou atrito. Em sistemas mecânicos não pode haver amortecimento viscoso, pois o contato de algum elemento do sistema com um fluido viscoso leva a danos em todo o sistema.
 
Está correto o que se afirma em:
RESPOSTA: II e III apenas.
A representação vetorial é feita por meio de vetores utilizados para indicar a grandeza e a direção da grandeza vetorial. No caso de ser para um movimento harmônico simples, ela serve para representar um corpo com movimentos oscilatórios em torno da posição de equilíbrio dele, não havendo, nesse caso, forças de arraste ou de atrito, que são forças dissipativas, conservando, assim, a energia mecânica total do sistema mecânico.
Assinale a alternativa correta sobre quais são as propriedades cinemáticas fundamentais de uma partícula movendo-se em uma dimensão.
RESPOSTA: Deslocamento, velocidade e aceleraçao.
A determinação de frequência angular natural, pelo método inercial e pelo método  energético, é algo importante para a obtenção de resultados corretos em sistemas vibratórios, e, por isso, é de extrema importância conhecer as características que descrevem tais métodos.
 
A respeito das características dos métodos inercial e energético, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s).
 
I. (  ) Frequência angular natural é a medição da rapidez com que o movimento oscilatório percorre o ângulo de fase ().
II. (  ) Método inercial trabalha considerando a conservação de energia em um sistema vibratório.
III. (  ) O método Lagrangiano é um exemplo do método inercial, e o método de Rayleigh é um exemplo do método energético.
IV. (  ) O método da energia de Rayleigh é usado para determinar as frequências naturais de sistemas com um grau de liberdade.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
RESPOSTA: V,F,V,V.
Amortecimento é um termo usado em aplicações industriais, eletrônicas e ergonômicas quando há necessidade de reduzir a quantidade de energia produzida pelo sistema mecânico. Talvez o exemplo mais clássico seja os amortecedores veiculares que fazem parte do sistema de suspensão do veículo e que garantem uma direção segura e conforto para motoristas e passageiros.
 
A respeito dos conceitos acerca de amortecimento e vibrações mecânicas, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e
F para a(s) Falsa(s).
 
I. (  ) Um sistema de amortecimento pode contar com um amortecimento do tipo hidráulico ou do tipo atrito. Em um sistema mecânico, pode ocorrer amortecimento viscoso, quando existir o contato de algum componente do sistema com um fluido viscoso.
II. (  ) Os amortecedores de vibração são formados por elemento de inércia com um amortecedor não viscoso ligado a um sistema secundário, e servem para medir as vibrações que ocorrem no sistema.
III. (  ) Amortecedores de vibração reduzem a vibração quando há impactos entre elementos que se movem um contra o outro, ou seja, quando há uma colisão entre esses elementos.
IV. (  ) As vibrações livres amortecidas são analisadas por meio de equações complexas e são um tipo de vibração na qual não há dissipação de energia, seja por atrito, seja por algum tipo de resistência durante a ocorrência de vibração.
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
RESPOSTA: V,F,V,F.