Calculadora de frequência natural

A frequência natural é a frequência com que um sistema tende a oscilar após ser deslocado e solto, sem uma força externa contínua. Todo sistema mecânico elástico tem uma ou mais frequências naturais determinadas pela distribuição de massa, rigidez, geometria e condições de contorno. Esta calculadora abrange dois modelos fundamentais: uma mola ideal sustentando uma massa concentrada e um pêndulo simples com pequenas oscilações. São pontos de partida úteis para aulas de física, análise de vibrações, projeto de máquinas e estimativas preliminares de engenharia. Em um sistema massa-mola, a frequência angular natural é a raiz quadrada da rigidez da mola dividida pela massa. A frequência em hertz é a frequência angular dividida por dois pi, e o período é o inverso da frequência. Aumentar a rigidez eleva a frequência porque a força restauradora fica mais intensa. Aumentar a massa reduz a frequência porque uma inércia maior resiste às mudanças de movimento. A equação ideal pressupõe uma mola linear, uma estrutura de apoio rígida, amortecimento desprezível e massa representável por um único valor concentrado. Em um pêndulo simples, a frequência angular é a raiz quadrada da aceleração gravitacional dividida pelo comprimento do pêndulo. Assim, um pêndulo mais longo oscila mais devagar, enquanto uma gravidade maior produz oscilações mais rápidas. A massa não aparece porque a força gravitacional e a inércia variam na mesma proporção e se cancelam. A conhecida equação do pêndulo é uma aproximação para pequenos ângulos: é muito precisa para amplitudes moderadas, mas subestima cada vez mais o período em oscilações grandes. Não confunda frequência natural com frequência de excitação. Quando uma entrada periódica se aproxima da frequência natural de um sistema pouco amortecido, a ressonância pode amplificar bastante o movimento. Sistemas reais incluem amortecimento, massa distribuída, apoios flexíveis, materiais não lineares e vários modos de vibração; por isso, os valores medidos podem diferir do cálculo ideal. Use o resultado para entender tendências, conferir cálculos manuais ou estabelecer uma meta inicial de projeto. Estruturas críticas para a segurança e máquinas rotativas exigem análise modal detalhada e validação experimental.