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Reflexão de onda em uma corda

Física

A reflexão de onda em uma corda ocorre quando essa onda incide na interface de separação com outro meio e volta a se propagar no meio original.
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Da mesma maneira que definimos reflexão no estudo da Óptica, podemos dizer que uma onda sofre reflexão quando, propagando-se em um determinado meio, incide na interface de separação com outro meio, voltando a propagar-se no meio original.

Se uma onda, propagando-se ao longo de uma corda, incide sobre uma de suas extremidades, ela será refletida. Quando o pulso chega a um extremo fixo, impossibilitado de oscilar, observa-se que o pulso refletido tem orientação oposta à do pulso incidente: dizemos que o pulso refletiu com inversão de fase. Veja a figura acima.

Isso ocorre porque a extremidade, sendo fixa, reage sobre a corda com uma força F de mesmo módulo da força exercida pela corda sobre ela (lei da ação e reação). Já no caso da figura abaixo, como a extremidade é livre, não há troca de forças entre ela e a corda, ocorrendo, assim, uma reflexão sem inversão de fase.

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Como a extremidade da corda é livre, ocorre uma reflexão sem inversão de fase

Temos que ficar atentos ao fato de que, como a velocidade de propagação dessa onda é uma função do meio material em que ela se propaga, os pulsos incidente e refletido têm velocidades de mesmo módulo. Portanto, a velocidade da onda é independente da fonte que a produz, de sua frequência ou do comprimento de onda, embora possa ser obtida, em qualquer situação, pela relação v = λ . f.


Por Domiciano Marques
Graduado em Física

O pulso refletido da onda tem orientação oposta à do pulso incidente
O pulso refletido da onda tem orientação oposta à do pulso incidente

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

SILVA, Domiciano Correa Marques da. "Reflexão de onda em uma corda"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/reflexao-onda-uma-corda.htm. Acesso em 11 de dezembro de 2019.

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Lista de Exercícios
Questão 1

(FMABC-SP) Considere duas cordas elásticas e de densidades lineares diferentes (uma corda grossa e outra corda fina) emendadas, como mostra a figura. Quando um pulso é produzido na extremidade livre da corda mais fina, ele propaga-se com velocidade v até encontrar a junção das duas cordas. Após o pulso incidir no ponto de junção das cordas, observaremos:

a) os fenômenos da reflexão do pulso na corda mais fina e o da refração do pulso na corda mais grossa, ambos sem inversão de fase tanto do pulso refletido quanto do pulso refratado e ambos com a mesma velocidade v do pulso incidente.

b) os fenômenos da reflexão do pulso na corda mais fina, com inversão de fase do pulso refletido e manutenção da velocidade v do pulso incidente, e o da refração do pulso na corda mais grossa, sem inversão de fase do pulso refratado e com velocidade diferente da do pulso incidente.

c) o fenômeno da continuidade do pulso na corda mais fina, sem inversão de fase do pulso, porém com velocidade de propagação diferente da velocidade do pulso incidente.

d) os fenômenos da refração do pulso na corda mais fina e o da reflexão do pulso na corda mais grossa, ambos com inversão de fase tanto do pulso refletido quanto do pulso refratado e ambos com a mesma velocidade v do pulso incidente.

e) os fenômenos da refração do pulso na corda mais fina, com inversão de fase do pulso refratado e manutenção da velocidade v do pulso incidente, e o da reflexão do pulso na corda mais grossa, sem inversão de fase do pulso refletido e com velocidade diferente da do pulso incidente.

Questão 2

(FGV) A figura mostra um pulso que se aproxima de uma parede rígida onde está fixada a corda.

Supondo que a superfície reflita perfeitamente o pulso, deve-se esperar que no retorno, após uma reflexão, o pulso assuma a configuração indicada em:

a)

b)

c)

d)

e)

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