Resumo Reiko

Ressonˆancia em osciladores mecˆanicos e el´etricos
Esmerindo Bernardes1, ∗
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Instituto de F´ısica de S˜ao Carlos, Universidade de S˜ao Paulo, 13560-970 S˜ao Carlos, SP, Brazil
(Dated: 12 de Novembro de 2012)

Empregaremos a segunda lei de Newton para estudar o comportamento dinˆamico de uma massa presa a uma mola ideal imersa em um fluido. Veremos como esse comportamento dinˆamico e´ descrito pelas equac¸o˜ es diferenciais resultantes da segunda lei e ganharemos tamb´em conhecimento b´asicos para lidar com equac¸o˜ es diferenciais. Veremos que nosso modelo e´ capaz de explicar muito bem o comportamento deste sistema massa-mola e de prever o efeito de ressonˆancia, um conhecimento muito importante em engenharias e em f´ısica aplicada.
Aproveitando a ocasi˜ao, estabeleceremos uma analogia completa entre o sistema massa-mola e um circuito el´etrico RLC.
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I. INTRODUC
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O oscilador harmˆonico, bem como suas anarmonias, representa uma classe de sistemas f´ısicos indispens´aveis para a compreens˜ao de nossa natureza. Todo objeto, seja ele microsc´opico ou macrosc´opico, e´ capaz de oscilar de alguma maneira. Os a´ tomos oscilam em torno de suas posic¸o˜ es de equil´ıbrio numa mol´ecula. Podemos citar alguns exemplos de osciladores no nosso cotidiano: amortecedores de autom´oveis, m´aquinas de lavar roupas, pontes, edif´ıcios, pˆendulos, etc.
Estaremos concentrados aqui em estudar osciladores cujo comportamento dinˆamico possa ser explicado pela segunda lei de Newton, no caso de osciladores mecˆanicos, e pela segunda lei de Kirchhoff, no caso de osciladores el´etricos. H´a dois sistemas canˆonicos para aprendermos as principais caracter´ısticas dinˆamicas compartilhadas por qualquer oscilador:
(i) o oscilador formado pelo sistema massa-mola; e (ii) osciladores constru´ıdos por circuitos el´etricos contendo resistores, capacitores e indutores. Estes estudos nos possibilitar˜ao a compreens˜ao do efeito de ressonˆancia, indispens´avel
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