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Questão de Física do ENEM 2024 PPL: Como essas alterações modificam a oscilação do sistema?
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A suspensão de um automóvel funciona como um sistema massa-mola amortecido cuja função é reduzir a amplitude de oscilação do automóvel. Esse sistema pode ser caracterizado por uma frequência de oscilação w0=mk, em que k é a constante elástica da mola e m é a massa total do sistema formado por mola, amortecedor, pneu e roda. A suspensão do automóvel é originalmente dimensionada para que a relação entre w0 e um parâmetro fixo b seja: • w0=b, quando não há oscilação do automóvel e o sistema volta à posição original rapidamente. Porém, seu amortecimento pode ser determinado também por outras duas relações entre w0 e b: • w0>b, quando o sistema oscila algumas vezes até parar; • w0<b, quando o sistema não oscila, retornando à sua posição original lentamente. Por questões estéticas, o proprietário de um automóvel reduz à metade o comprimento original das molas de sua suspensão e troca rodas e pneus, de modo a manter a mesma massa total do sistema. Os demais componentes permanecem inalterados.
Como essas alterações modificam a oscilação do sistema?
A constante elástica diminui e o sistema não oscila.
A constante elástica aumenta e o sistema passa a oscilar.
A constante elástica diminui e o sistema volta à posição original lentamente.
A constante elástica diminui e o sistema volta à posição original rapidamente.
A constante elástica aumenta e o sistema volta à posição original lentamente.
Ao reduzir o comprimento original da mola à metade, mantendo o mesmo material e a mesma massa total do sistema, a mola fica mais rígida, ou seja, sua constante elástica k aumenta. Como w0=k/m e m não muda, o aumento de k faz w0 aumentar. O parâmetro b permanece o mesmo, pois o amortecedor e os demais componentes não foram alterados; assim, a nova situação passa de w0=b para w0>b. De acordo com o texto, quando w0>b o sistema oscila algumas vezes até parar, o que corresponde à.
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