Amortecimento e Perda de Energia

Até aqui vimos que, no Movimento Harmônico Simples (MHS), a energia total permanece constante, apenas se transformando entre as formas cinética e potencial. Isso só é possível porque consideramos um modelo ideal, no qual não há nenhuma força dissipativa, como o atrito ou a resistência do ar. Na realidade, porém, sabemos que nenhum sistema físico é totalmente livre de perdas. Sempre existe algum tipo de dissipação de energia, e isso faz com que o comportamento da oscilação seja diferente. Quando incluímos o efeito do atrito no modelo, surge o fenômeno chamado amortecimento. Nesse caso:

• parte da energia mecânica vai sendo dissipada para o ambiente (geralmente em forma de calor);
• a amplitude da oscilação diminui a cada ciclo;
• com o passar do tempo, o sistema tende a parar.

Portanto, enquanto o MHS descreve um oscilador ideal sem perdas, o movimento harmônico amortecido é uma descrição mais realista para sistemas físicos do dia a dia. O amortecimento pode se manifestar de três maneiras diferentes: superamortecido, criticamente amortecido e subamortecido. Cada caso apresenta um comportamento distinto da oscilação. No vídeo abaixo, você poderá observar esses três modos e seus respectivos gráficos da função horária. Assim, fica evidente como a amplitude diminui progressivamente — e, junto com ela, a energia total do sistema.