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:
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