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A figura a seguir mostra um sistema bloco-mola-amortecedor. O bloco tem massa 12 kg, a rigidez da mola é k = 60 N/m e o coeficiente de amortecimento viscoso é c = 53,67 N.s/m. O bloco é deslocado para a oposição x = 60 mm e solto a partir do repouso. Determine o tipo de movimento vibratório. a. Vibratório forçado com amortecimento viscoso b. Vibratório livre criticamente amortecido c. Vibratório forçado sem amortecimento d. Vibratório livre superamortecido e. Vibratório livre subamortecido
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Cristiano Amorim

há 2 anos

Respostas

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ano passado

Para determinar o tipo de movimento vibratório do sistema bloco-mola-amortecedor, precisamos analisar as características do sistema. 1. Massa (m): 12 kg 2. Rigidez da mola (k): 60 N/m 3. Coeficiente de amortecimento (c): 53,67 N.s/m 4. Deslocamento inicial (x): 60 mm (0,06 m) O movimento vibratório pode ser classificado em livre ou forçado, e também em subamortecido, criticamente amortecido ou superamortecido, dependendo da relação entre o coeficiente de amortecimento e a frequência natural do sistema. Primeiro, calculamos a frequência natural (ω_n) do sistema: \[ \omega_n = \sqrt{\frac{k}{m}} = \sqrt{\frac{60}{12}} = \sqrt{5} \approx 2,24 \, \text{rad/s} \] Em seguida, calculamos o fator de amortecimento (ζ): \[ \zeta = \frac{c}{2\sqrt{km}} = \frac{53,67}{2\sqrt{60 \cdot 12}} = \frac{53,67}{2\sqrt{720}} \approx \frac{53,67}{53,66} \approx 1,01 \] Com ζ > 1, o sistema é considerado superamortecido. Portanto, a resposta correta é: d. Vibratório livre superamortecido.

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há 2 anos

Para determinar o tipo de movimento vibratório do sistema bloco-mola-amortecedor, podemos calcular o coeficiente de amortecimento crítico ζc e compará-lo com o coeficiente de amortecimento viscoso ζ. ζc = c/(2*m*sqrt(k*m)) Substituindo os valores, temos: ζc = 53,67/(2*12*sqrt(60*12)) ≈ 0,196 O coeficiente de amortecimento viscoso ζ é dado por: ζ = c/(2*m*ωn) Onde ωn é a frequência natural do sistema, dada por: ωn = sqrt(k/m) Substituindo os valores, temos: ωn = sqrt(60/12) ≈ 2,74 rad/s ζ = 53,67/(2*12*2,74) ≈ 0,818 Comparando ζc e ζ, temos: ζ < ζc Portanto, o sistema está subamortecido e o tipo de movimento vibratório é vibratório livre subamortecido (alternativa e).

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