Oscilações

O que é uma oscilação amortecida? um oscilador mecânico simples ideal, isto é, um oscilador onde não atuam forças dissipativas, atritos, resistência do ar etc e portanto um oscilador onde há conservação da energia.
Nos osciladores reais existem forças dissipativas que realizando trabalhos reduzem a energia mecânica total, acarretando uma redução na amplitude do movimento. Estas oscilações são denominadas oscilações amortecidas.

As características essenciais das oscilações amortecidas:
• A amplitude da oscilação diminui com o tempo.
• A energia do oscilador também diminui, devido ao trabalho da força Fr de atrito viscoso oposta a velocidade.
• No espaço de fases (v-x) o móvel descreve uma espiral que converge para a origem.

A experiência nos mostra que a amplitude de um corpo vibrante tal como uma mola ou um pêndulo, decresce gradualmente até que pare. Para explicar o amortecimento, podemos supor que além da força elástica F=-kx, atua outra força oposta a velocidade Fr=-v, onde é uma constante que depende do sistema físico particular. Todo corpo que se move no seio de um fluído viscoso em regime laminar experimenta uma força de atrito proporcional a velocidade e de sentido contrário a esta.
A equação do movimento é escrita por: ma=-kx-λv Expressamos a equação do movimento na forma de uma equação diferencial, tendo em conta que a aceleração é a derivada segunda da posição x, e a velocidade é a derivada primeira de x. A solução da equação diferencial tem a seguinte expressão

Existe de acordo com a resistência do meio, a constante elástica e a massa de 3 tipos de oscilações amortecidas:
Criticamente Amortecida: o sistema não oscila ao ser liberado, retorna para sua posição de equilíbrio sem oscilar.
Sobre Amortecido: o sistema não oscila porém retorna para a posição de equilíbrio mais lentamente do que no amortecimento crítico.
Infra amortecida: o sistema oscila com uma amplitude que diminui continuamente.

O que é uma