“Um sistema mecânico em vibração com 1 grau de liberdade deve ser montado utilizando duas molas iguais. Desprezando-se qualquer efeito dissipativo, a associação das molas de modo a diminuir o período natural de vibração do sistema deve ser feita em _______, porque período é inversamente proporcional à rigidez sistema e a rigidez equivalente; dessa forma, é __________ do que a rigidez individual das molas.” Assinale a alternativa que completa correta e sequencialmente a afirmativa anterior.
- A)série / maior
Errada, porque na série a rigidez equivalente diminui, o que aumenta o período natural em vez de reduzi-lo.
- B)série / menor
Errada, porque a série realmente reduz a rigidez, mas isso não ajuda a diminuir o período do sistema.
- C)paralelo / maior
Certa, pois em paralelo as rigidezes se somam, aumentando a rigidez equivalente e diminuindo o período natural.
- D)paralelo / menor
Errada, porque em paralelo a rigidez equivalente é maior, não menor, e isso reduz o período.
- E)série / mais eficiente
Errada, porque “mais eficiente” não é o critério físico pedido e, além disso, a associação em série não aumenta a rigidez.
Gabarito: C
Em vibrações mecânicas de 1 grau de liberdade, o período natural depende da rigidez equivalente do sistema: quanto maior a rigidez, menor o período. A ideia é simples: mola mais “dura” segura mais o movimento e faz o sistema oscilar mais rápido. Se a rigidez sobe, o período cai; se a rigidez desce, o período aumenta. É a clássica relação inversa entre período e rigidez, que aparece diretamente nas fórmulas de vibração livre não amortecida. Quando você usa duas molas iguais em paralelo, as rigidezes se somam. Então a rigidez equivalente fica maior do que a rigidez de cada mola isolada. Isso deixa o sistema mais rígido e, por consequência, diminui o período natural. É exatamente o que o enunciado pede: reduzir o período. Já na associação em série, a rigidez equivalente diminui, porque o conjunto fica mais “mole”. Nesse caso, o período aumenta, ou seja, faz o oposto do que a questão quer. Por isso, a montagem deve ser em paralelo, e a rigidez equivalente será maior do que a rigidez individual de cada mola. Então o gabarito C está correto: em paralelo / maior. Em termos práticos, juntar molas em paralelo é como pedir reforço para a estrutura, enquanto em série você dá mais liberdade de deslocamento ao sistema. Em vibração, mais rigidez significa resposta mais rápida e período menor.