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Ressonância mecânica

A ressonância mecânica ocorre quando um corpo recebe pulsos energéticos com frequência igual a uma de suas frequências naturais.

Você já deve ter visto em filmes ou desenhos uma taça ser quebrada apenas com o grito ou canto de um personagem. Mas será que isso pode acontecer de verdade? A resposta é sim! Esse fenômeno ocorre graças a um princípio da Física chamado de ressonância mecânica. Vejamos agora o que nos diz esse princípio.

A ressonância mecânica, também chamada simplesmente de ressonância, ocorre quando um sistema recebe energia com frequência igual a uma de suas frequências naturais de vibração e aumenta sua amplitude.

Todos os corpos possuem frequências naturais de vibração e, quando são submetidos a pulsos energéticos, cuja frequência coincide com uma dessas frequências naturais, ele passa a vibrar com frequências e amplitudes cada vez maiores.

Podemos observar um exemplo de ressonância mecânica ao empurrar um balanço: fornecemos ao balanço pulsos energéticos com movimentos periódicos e com a mesma frequência natural de sua vibração, assim, ele executa o movimento com amplitudes cada vez maiores, atingindo pontos mais altos.

Já a taça quebra-se porque a sua frequência natural é igual à frequência das ondas sonoras produzidas pelo cantor. Assim, ela recebe energia e começa a vibrar até se quebrar.

Para compreender melhor a ressonância, observe as figuras a seguir em que os gráficos descrevem o movimento da onda:

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Amplitude de vibração natural de um corpo
Amplitude de vibração natural de um corpo

O corpo é submetido a pulsos energéticos com a mesma frequência de vibração, de forma que seu movimento pode ser representado pelo gráfico:

Amplitude da vibração de um corpo em ressonância
Amplitude da vibração de um corpo em ressonância

A amplitude resultante representa a soma da amplitude de vibração natural do corpo com a amplitude da onda que causou a ressonância, de acordo com o princípio da superposição de ondas.

A ressonância mecânica pode causar vários desastres. O caso mais famosos foi a queda da Ponte de Tacoma, nos Estados Unidos, em 1940. O acidente ocorreu porque a frequência do vento em um determinado momento coincidiu com a frequência natural de vibração da ponte. Isso fez com que ela entrasse em ressonância e vibrasse com uma grande amplitude, balançando como se fosse um papel. A estrutura da ponte não suportou esse movimento e ela foi completamente destruída.

Quando empurramos um balanço, fazemos com que ele entre em ressonância mecânica

Quando empurramos um balanço, fazemos com que ele entre em ressonância mecânica

Por: Mariane Mendes Teixeira