Vibrações Mecânicas

QUESTÃO 1

As vibrações podem ser classificadas entre livre e forçada, não amortecida e amortecida, linear e não linear e determinística e aleatória. Os sistemas podem combinar diferentes tipos de vibrações, como vibração livre e não amortecida ou vibração livre e amortecida. Sabendo disso, diferencie vibração livre e vibração forçada, vibração amortecida e não amortecida, e também, vibração linear e não linear.

QUESTÃO 2

Um sistema pode ser bastante complexo, de forma que vários componentes diferentes podem funcionar como amortecedor, ou molas. Sendo assim:

a) Apresente o valor da força resultante para cada bloco, para o sistema apresentado.

b) Considere a Bicicleta da figura 2, e apresente uma simplificação do sistema de molas e amortecedores similar ao apresentado na figura 1.

Figura 2 – Bicicleta.

MAPA - EMEC – VIBRAÇÕES MECÂNICAS - 51_2025

As vibrações mecânicas estão presentes em praticamente todos os sistemas que envolvem movimento. Elas correspondem ao comportamento oscilatório de corpos ou sistemas mecânicos quando submetidos a forças ou perturbações. Esse tema é fundamental no desenvolvimento de projetos, pois as vibrações podem influenciar diretamente o desempenho, a segurança e a vida útil de máquinas e estruturas. No contexto de projetos, compreender as vibrações permite prever e mitigar problemas como falhas estruturais, ruídos excessivos e desconforto em veículos ou equipamentos. Por exemplo, o estudo de frequências naturais ajuda a evitar a ressonância, uma condição que pode causar danos severos quando um sistema vibra em sua frequência crítica. Além disso, o controle de vibrações é essencial em aplicações modernas, como na construção de prédios resistentes a terremotos, no design de motores silenciosos e eficientes, ou até em equipamentos médicos de alta precisão. Ao explorar esse tema, os engenheiros desenvolvem habilidades de análise e resolução de problemas, aplicando conceito de física e matemática para modelar, simular e aprimorar sistemas reais. Este é o primeiro passo para entender a relevância das vibrações no sucesso de projetos em engenharia e tecnologia.

​        Uma variedade de forças quando aplicadas a sistemas mecânicos resultam em vibração. As forças de terremoto são às vezes modeladas como somas de forças periódicas ou harmônicas monótonas decrescentes. Os ventos fortes podem ser uma fonte de carga impulsiva ou constante para as estruturas. As estradas ásperas fornecem uma variedade de condições forçadas aos automóveis. As ondas do mar e o vento fornecem forças aos navios no mar. Vários processos de fabricação produzem forças aplicadas de natureza aleatória, periódica, não periódica ou transitória. Ar e movimento relativo fornecem forças para a asa de uma aeronave que pode causar oscilação. Todas essas forças podem causar vibração.

​Outra excitação comum na vibração é uma força constante aplicada por um curto período e, então, removida. Um modelo aproximado dessa força é dado na Figura 1.