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Reflexão e refração de ondas em cordas

A reflexão e a refração de ondas em cordas são fenômenos fundamentais na física das ondas. Quando uma onda encontra uma extremidade ou uma mudança de meio, ocorre reflexão ou refração, afetando a forma e o comportamento da onda.

A nossa preocupação é o que ocorre com um pulso que se propaga em uma corda não homogênea, i.e., corda com regiões de densidades lineares µ diferentes. Lembrando que não há qualquer alteração na frequência da onda na mudança de densidade da corda.

Nessa mudança de densidades na corda, parte da onda incidente será transmitida (refração) e parte será refletida. A onda transmitida terá a mesma fase que a incidente. Vejamos os possíveis casos:

  • Se µ1 < µ2 haverá inversão de fase no momento da reflexão.
  • Se µ1 > µ2 a fase será a mesma antes e após a reflexão.

Usando a equação de Taylor, que relaciona a velocidade de propagação da onda e a densidade da corda, sabendo que uma mesma força T foi aplicada na corda por inteiro, podemos obter a relação entre os comprimentos de onda e a densidade da corda:

PONTO FIXO E MÓVEL NA CORDA

Outra situação-problema envolve a configuração de onda em uma corda que está presa a uma parede ou amarrada a um poste, por exemplo. O que irá diferenciar cada situação é se a corda está fixada à haste por um ponto (ponto fixo) ou por um laço (ponto móvel).

Vejamos, a seguir, essas duas situações.

Ponto fixo

Essa situação é semelhante à propagação rumo à região mais densa, ou seja, a fase sofrerá inversão, conforme figura a seguir.

Ponto móvel

Essa situação é semelhante à propagação rumo à região menos densa, ou seja, não sofrerá inversão, conforme figura a seguir.

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