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Dado o sistema massa, mola e amortecedor a seguir, com m=1 kg, K = 3 N/m e b = 4 Ns/m. F(t) Dados: Propriedades da transformada de Laplace Relações constitutivas: Fmola(t)=k.x(t) onde x(t) é o deslocamento do corpo. Famortecedor(t) = b. v(t) onde v(t) é a velocidade do corpo. A função de transferência aue relaciona a velocidade do cordo de massa m com a forca aplicada, isto é, G(s)=V(s)/F(s) será igual a:
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DIEGO LOPES NEGRUNI

há 17 horas

Respostas

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há 17 horas

Para determinar a função de transferência \( G(s) = \frac{V(s)}{F(s)} \) do sistema massa-mola-amortecedor, precisamos considerar as relações entre as forças e as variáveis do sistema. 1. Equação do movimento: A equação do movimento para um sistema massa-mola-amortecedor é dada por: \[ m \frac{d^2x(t)}{dt^2} + b \frac{dx(t)}{dt} + kx(t) = F(t) \] Substituindo os valores dados: \[ 1 \frac{d^2x(t)}{dt^2} + 4 \frac{dx(t)}{dt} + 3x(t) = F(t) \] 2. Transformada de Laplace: Aplicando a transformada de Laplace, temos: \[ s^2X(s) + 4sX(s) + 3X(s) = F(s) \] Onde \( X(s) \) é a transformada de Laplace do deslocamento \( x(t) \). 3. Velocidade: A velocidade \( v(t) \) é a derivada do deslocamento, ou seja, \( v(t) = \frac{dx(t)}{dt} \). Na transformada de Laplace, isso se torna \( V(s) = sX(s) \). 4. Isolando \( X(s) \): A equação pode ser rearranjada para encontrar \( X(s) \): \[ X(s)(s^2 + 4s + 3) = F(s) \] \[ X(s) = \frac{F(s)}{s^2 + 4s + 3} \] 5. Substituindo para encontrar \( V(s) \): \[ V(s) = sX(s) = s \cdot \frac{F(s)}{s^2 + 4s + 3} = \frac{sF(s)}{s^2 + 4s + 3} \] 6. Função de Transferência: Agora, substituímos na função de transferência: \[ G(s) = \frac{V(s)}{F(s)} = \frac{s}{s^2 + 4s + 3} \] Portanto, a função de transferência que relaciona a velocidade do corpo de massa \( m \) com a força aplicada \( F(t) \) é: \[ G(s) = \frac{s}{s^2 + 4s + 3} \] Se você tiver as alternativas, posso confirmar qual delas corresponde a essa função de transferência.

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