oscilaçao

Unidade II - Oscilação

fig. II.1. Exemplos de oscilações e osciladores.

1. Situando a Temática
O propósito desta unidade temática é o de introduzir algumas ideias sobre oscilação. Estudaremos o movimento harmônico simples, o oscilador harmônico simples, que pode ser modelado por um sistema acoplado massamola, a energia de um oscilador, o pêndulo simples e outros sistemas oscilantes, como por exemplo, o pêndulo físico. Também estudaremos as oscilações amortecidas e forças. A fig. II.1 mostra o gráfico de um sistema oscilante e uma engrenagem oscilante.
2. Problematizando a Temática
Um dos assuntos de mais importância na física é aquele que estuda os fenômenos oscilantes. A oscilação está presente na natureza, como o movimento orbital de um planeta ao redor do Sol, o movimento de rotação de um CD em um computador, o movimento de vai e vem de um pistão em uma engrenagem de um automóvel, a vibração de uma corda em uma guitarra, o movimento vibratório de uma ponte ou edifício, etc.
Quando estudamos em detalhes um sistema acoplado mola-massa, as equações matemáticas que se desenvolvem para descrever tal sistema são de grande importância, pois equações análogas são resgatadas na descrição de todos outros sistemas oscilantes.
Dentre muitos problemas ligados a oscilação de um sistema físico, pode ser citado um problema prático que existir na mecânica de automóveis: as forças dos gases da combustão geram torque pulsante na árvore de manivelas e no volante, em regimes de baixas rotações, onde se podem detectar com mais evidência essas oscilações de torção. Essas oscilações são transmitidas através da embreagem ao sistema de transmissão do veículo. As engrenagens livres da transmissão recebem essas oscilações, gerando vibrações entre os dentes das engrenagens livres, resultando em ruídos em regimes de marcha lenta. A solução desse problema surge através de um sistema de amortecimento de molas e um volante bi-massa. Esse é um exemplo de