Reflexão de pulsos

O que acontece quando o pulso atinge a outra extremidade da corda? À medida que o pulso se propaga, a corda se deforma e depois volta à posição inicial. Trata se de uma deformação elástica, à qual está associada uma energia potencial. A propagação do pulso equivale, portanto, à propagação da energia potencial elástica fornecida à corda no pulso inicial. Pelo princípio da conservação da energia mecânica, essa energia potencial elástica não pode desaparecer quando o pulso atinge a outra extremidade da corda. Mas a corda acaba. O que acontece? Se não há mais corda para o pulso percorrer para a frente, ele passa a percorrê-la para trás. O pulso volta, ele se reflete. O fenômeno da reflexão é característico de qualquer propagação ondulatória que encontra uma alteração no meio em que se propaga, o limite desse meio, ou um obstáculo. Assim como os pulsos ou as ondas se refletem ao atingir a extremidade da corda, também as ondas sonoras ou luminosas se refletem ao atingir qualquer anteparo ou o limite do meio em que se propagam. A reflexão tem, entretanto, características específicas em cada tipo de propagação ondulatória.

Os pulsos que se propagam em cordas refletem se mantendo a mesma forma do pulso original, também chamado de pulso incidente, se essa corda tiver a extremidade livre. Dizemos que a reflexão ocorre sem inversão de fase. Na figura abaixo, o pulso refletido tem a mesma fase do pulso incidente (ao chegar e ao voltar, a crista se mantém para cima).

Quando a corda tiver a extremidade fixa, o pulso refletido será invertido em relação ao pulso incidente. Na figura abaixo, a f ase do pulso refletido é in vertida em relação à fase do pulso incidente (ao atingir a extremidade fixa, a crista está voltada para cima; ao refletir se, está voltada para baixo).

Note que, enquanto na reflexão em uma extremidade fixa o pulso t em de estar preso para refletir se, na extremidade livre ele pode refletir se mesmo estando completamente solto. A haste e o anel em t orno dos quais a extremidade da corda oscila não são necessários; eles costumam ser colocados apenas para facilitara representação gráfica do fenômeno.

EXERCÍCIO RESOLVIDO

01-Suponha que seja possível existir numa corda o pulso com a forma apresentada na figura:

Faça um esboço do correspondente pulso refletido

quando a extremidade O for:

a) livre;

b) fixa.

RESOLUÇÃO

a) Se a extremidade for livre, o pulso volta sem inversão de fase. Mas ele mantém a sua forma original, ou se já, a“dianteira” e a “traseira” não se alteram:

b) Se a extremidade for fixa, ele volta com inversão de fase, mas não muda a sua forma original:

Observação: A melhor forma de representar o pulso refletido é por simetria. A simetria é uma característica da reflexão ondulatória. Neste exemplo, a forma do pulso refletido, em a, é simétrica à forma do pulso incidente, se considerarmos um eixo de simetria perpendicular ao sentido de propagação; em b, há ainda mais uma simetria em relação a um eixo paralelo ao sentido de propagação.

Veja as figuras: