Terremoto

No recente terremoto em Taiwan, um prédio de mais de 100 andares resistiu sem se danificar. A Engenharia Mecânica contribuiu para este desempenho: 
No interior do prédio, no 86º andar (num espaço vazio interno) foi instalada uma esfera de material metálico com 5,5 m de diâmetro e mais de 700 t de massa, suportada por cabos de aço. Durante o terremoto a esfera tende a manter o prédio na vertical, com apenas pequenas oscilações.

Qual princípio da Mecânica explica este magnífico desempenho? Explique.

Será a; Primeira Lei de Newton (Princípio da Inércia)? 

Um corpo tende a resistir a mudança de velocidade.

Na situação a esfera age como "contrapeso", ela tende a permanecer na sua posição original, assim diminuindo as ascilações do prédio.

Exatamente!

Boa tarde, Elcioschin. Você poderia me explicar o funcionamento desse equipamento no prisma ondulatório? O pêndulo entra em ressonância com o prédio e em interferência com as ondas externas que poderiam danificar o edifício? Caso possa fornecer detalhes.

Aqui segue o que li em um artigo não científico na internet:
• O "amortecedor de massa" funciona para evitar problemas com esse tipo de incidente, é como uma espécie de pêndulo, se movendo levemente para frente e para trás para conter movimentos no prédio em si.
• O amortecedor de Taiwan tem 660 toneladas e é composto por 41 placas de aço. Ele fica suspenso por 92 cabos de aço, de 42 metros de comprimento cada.
• Cada estrutura tem sua forma de vibrar, ou seja, cada prédio tem uma frequência fundamental de vibração. Quando vem uma força externa, ela vai agir no prédio fazendo ele oscilar. Essa grande massa é calculada para estar na mesma frequência natural do prédio e aí, quando vem uma força externa, o AMS vai ter uma vibração fora de fase, absorvendo para si a vibração. Com ele oscilando mais, o prédio oscila menos.  
• O movimento da esfera cria uma espécie de compensação, oscilando no sentido contrário à oscilação que está acontecendo no prédio, diminuindo o efeito das forças externas.
 

Fonte: https://noticias.uol.com.br/internacional/ultimas-noticias/2024/04/05/meio-km-de-altura-como-taiwan-fez-arranha-ceu-a-prova-de-terremotos.htm

Sugiro ler, no seu livro, apostila ou internet, na matéria "Ondas" sobre o assunto "Ressonância" 

Todo corpo tem sua frequência natural de vibração, seja um prédio, uma ponte, um copo de cristal, etc.

Se este corpo receber algum tipo de energia, mecânica (terremoto, ventos) ou sonora, com frequência igual à sua frequência própria de vibração, este sistema entra em ressonância; neste caso, a amplitude  de sua vibração aumenta. Por exemplo, se vc empurrar um balanço, com frequência próxima à do balanço, este oscila com amplitudes cada vez maiores. E várias consequência podem ocorrer:

1) Um famoso tenor italiano (Caruso) emitia um som com determinada frequência, capaz de quebrar taças de cristal, nas proximidades

2) A Ponte pênsil de Tacoma River, em 1940, nos Estados Unidos ruiu, quando uma ventania lhe imprimiu impulsos periódicos com frequência igual à frequência natural de vibração da ponte.

3) Eu mesmo, quando estive no alto do prédio Empire State em Nova York, acima do centésimo andar, senti que o prédio balançava. E os engenheiros sabem que isto acontece e projetam o prédio para suportar este balanço.

No caso do prédio citado, muito alto e esbelto, ele tem tendência de balançar. Acontece que ele foi contruído numa região onde ocorrem terremotos, que podem aumentar este "balanço". A solução encontrada para suportar este aumento do balanço foi instalar um pêndulo de massa adequada, com forma geométrica adequada, e posicionado na altura adequada.