Simulação Interativa com GeoGebra para Sistemas Amortecidos com Excitação da Base

Autores

  • Eliane Pereira unifesspa

DOI:

https://doi.org/10.23925/2237-9657.2024.v14i2p009-030

Palavras-chave:

vibração, ressonância, simulação interativa

Resumo

Este trabalho aborda a modelagem, análise e simulação do sistema amortecido com excitação da base, utilizando o formalismo Lagrangiano para derivar as equações de movimento. A simulação foi desenvolvida no GeoGebra e permitiu visualizar o comportamento do sistema. Os resultados indicam que, quando o fator de amortecimento ξ é menor que 1, a ressonância ocorre conforme a frequência de excitação se aproxima da frequência natural do sistema, resultando em amplificações significativas da resposta vibratória. Para ξ ≥ 1, o comportamento ressonante é eliminado, evidenciando o papel do amortecimento na dissipação da energia e no controle da resposta dinâmica do sistema. Além da análise quantitativa, a abordagem interativa demonstrou ser uma ferramenta eficaz para a compreensão de fenômenos como ressonância e transmissibilidade de deslocamento. A simulação permitiu visualizar a transição entre os regimes transitório e permanente, destacando a influência do amortecimento na dissipação das condições iniciais.

Referências

Abdel-Rohman, M., & John, M. J. (2006). Control of wind-induced nonlinear oscillations in suspension bridges using multiple semi-active tuned mass dampers. Journal of Vibration and Control, 12(9), 1011-1046. DOI: https://doi.org/10.1177/1077546306069035

Alves, F. R. V. (2024). História da Matemática e Tecnologia: visualização de sequências recorrentes, algumas propriedades e a noção de Tabuleiro 2D/3D. Revista do Instituto GeoGebra Internacional de São Paulo, 13(3), 045-064. DOI: https://doi.org/10.23925/2237-9657.2024.v13i3p045-064

Braghin, F., Cinquemani, S., & Resta, F. (2013). A new approach to the synthesis of modal control laws in active structural vibration control. Journal of Vibration and Control, 19(2), 163-182. DOI: https://doi.org/10.1177/1077546311430246

Cordelina, G., & Pavanelo, E. (2024). Uma possibilidade de programação no GeoGebra: primeiros passos. Revista do Instituto GeoGebra de São Paulo, 13(3), 023-041. DOI: https://doi.org/10.23925/2237-9657.2024.v13i3p085-103

Gharib, M., Omran, A., & El-Bayoumi, G. (2013). Optimal vibration control for structural-acoustic coupling system. Journal of Vibration and Control, 19(1), 14-29. DOI: https://doi.org/10.1177/1077546311430717

Hiramoto, K., & Grigoriadis, K. M. (2016). Active/semi-active hybrid control for motion and vibration control of mechanical and structural systems. Journal of Vibration and Control, 22(11), 2704-2718. DOI: https://doi.org/10.1177/107754631

Housner, G., Bergman, L. A., Caughey, T. K., Chassiakos, A. G., Claus, R. O., Masri, S. F., & Yao, J. T. (1997). Structural control: past, present, and future. Journal of engineering mechanics, 123(9), 897-971. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9399(1997)123:9(897)

Khiavi, A. M., Mirzaei, M., & Hajimohammadi, S. (2014). A new optimal control law for the semi-active suspension system considering the nonlinear magneto-rheological damper model. Journal of Vibration and Control, 20(14), 2221-2233. DOI: https://doi.org/10.1177/1077546313478292

Lundberg, T. (2013). Analysis of simplified dynamic truck models for parameter evaluation.

N. Jazar, R., & Marzbani, H. (2023). 1/8 Vehicle Model. In Vehicle Vibrations: Linear and Nonlinear Analysis, Optimization, and Design (pp. 275-312). Cham: Springer International Publishing.

Pereira, E. (2021). Experiência de baixo custo para determinar a forma da superfície de um líquido em rotação usando o smartphone. Revista Brasileira de Ensino de Física, 43, e20210168. DOI: https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2021-0168

Pereira, E. (2025). https://www.geogebra.org/classic/ebmsnyqt

Pereira, E., & Sandmann, A. (2024). Caos determinístico do pêndulo elástico: um estudo usando o GeoGebra. Revista do Instituto GeoGebra Internacional de São Paulo, 13(2), 062-081. DOI: https://doi.org/10.23925/2237-9657.2024.v13i2p062-081

Quintana, G., & Ciurana, J. (2011). Chatter in machining processes: A review. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 51(5), 363-376. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2011.01.001

Rao, S. S. (1995). Mechanical Vibrations, Addison-Wessley. Reading, MA, 43-46.

Saaed, T. E., Nikolakopoulos, G., Jonasson, J. E., & Hedlund, H. (2015). A state-of-the-art review of structural control systems. Journal of Vibration and Control, 21(5), 919-937. DOI: https://doi.org/10.1177/1077546313478294

Santos, M. A., & Pansonato, C. C. (2024). A Geometria Esférica e o GeoGebra: abordagem trigonométrica para solucionar problemas de navegação no globo terrestre. Revista do Instituto GeoGebra Internacional de São Paulo, 13(3), 123-140. DOI: https://doi.org/10.23925/2237-9657.2024.v13i3p123-140

Soong, T. T., & Spencer Jr, B. F. (2002). Supplemental energy dissipation: state-of-the-art and state-of-the-practice. Engineering structures, 24(3), 243-259. DOI: https://doi.org/10.1016/S0141-0296(01)00092-X

Symans, M. D., Charney, F. A., Whittaker, A. S., Constantinou, M. C., Kircher, C. A., Johnson, M. W., & McNamara, R. J. (2008). Energy dissipation systems for seismic applications: current practice and recent developments. Journal of structural engineering, 134(1), 3-21. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9445(2008)134:1(3)

Tusset, A. M., Balthazar, J. M., & Felix, J. L. P. (2013). On elimination of chaotic behavior in a non-ideal portal frame structural system, using both passive and active controls. Journal of Vibration and Control, 19(6), 803-813. DOI: https://doi.org/10.1177/1077546311435518

Wang, C. M., Yan, N., & Balendra, T. (1999). Control on dynamic structural response using active-passive composite-tuned mass dampers. Journal of Vibration and Control, 5(3), 475-489. DOI: https://doi.org/10.1177/107754639900500308

Webster, A., & Semke, W. (2004). Frequency-dependent viscoelastic structural elements for passive broad-band vibration control. Journal of Vibration and Control, 10(6), 881-895. DOI: https://doi.org/10.1177/1077546304041150

Yao, J. T. (1972). Concept of structural control. Journal of the Structural Division, 98(7), 1567-1574. DOI: https://doi.org/10.1061/JSDEAG.0003280

Younespour, A., & Ghaffarzadeh, H. (2015). Structural active vibration control using active mass damper by block pulse functions. Journal of Vibration and Control, 21(14), 2787-2795. DOI: https://doi.org/10.1177/1077546313519285

Downloads

Publicado

2025-12-02

Como Citar

Pereira, E. (2025). Simulação Interativa com GeoGebra para Sistemas Amortecidos com Excitação da Base. Revista Do Instituto GeoGebra Internacional De São Paulo, 14(2), 009–030. https://doi.org/10.23925/2237-9657.2024.v14i2p009-030

Edição

Seção

Artigos