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MensagemEnviado: 19 Oct 2015, 14:35 
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:( Não consegui desenvolver a solução para o seguinte problema: Uma partícula de massa m=1 desloca-se sobre o eixo Ox sob a ação da força elástica -2xi e de uma força de amortecimento proporcional a velocidade e dada por -3xi. (Sendo i um vetor) Determine a posição x=x(t), t maior ou igual a zero, da partícula no instante t e discuta o movimento, supondo:
a) X(0) = 1 e x(0) = 0
b) X(0) = 1 e x(0) = -2


Anexos:
exercício5pg78.jpg
exercício5pg78.jpg [ 51.02 KiB | Visualizado 1223 vezes ]
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MensagemEnviado: 20 Oct 2015, 09:44 
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Recordando a velhinha segunda lei de Newton, sabe que F = m a, como a aceleração é a segunda derivada do deslocamento e m=1, pode neste caso concluir que

\(\ddot{x}(t) = F(t)\)

Além disso A força resultante (soma da força elástica e de amortecimento) é dada por \(F(t) = -2x(t) - 3\dot{x}(t)\). A equação diferencial que determina o movimento é então:

\(\ddot{x}(t) + 3 \dot{x}(t)+2x(t)=0\)

Trata-se de uma equação diferencial linear, homogénea, de coeficientes constantes, cuja solução geral é

\(y(t)\to c_1 e^{-3 t/2} \sin \left(\frac{\sqrt{3} t}{2}\right)+c_2 e^{-3 t/2} \cos \left(\frac{\sqrt{3} t}{2}\right)\)

Usando as condições iniciais dadas pode calcular em cada caso as constantes c1 e c2.


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