- Complete:
O fenômeno de superposição está diretamente relacionado à
das ondas.
Passo 1
O enunciado pede para completar a frase: “O fenômeno de superposição está diretamente relacionado à ____ das ondas.”
Informação dada: apenas essa frase com um espaço em branco para preencher uma palavra ou expressão que completa corretamente a ideia.
Informação dada: apenas essa frase com um espaço em branco para preencher uma palavra ou expressão que completa corretamente a ideia.
Passo 2
Primeiro vamos entender claramente o que significa “princípio da superposição” para ondas. Ele diz que, quando duas ou mais ondas se encontram num mesmo ponto do meio, a deformação total do meio naquele ponto é a soma algébrica das deformações que cada onda causaria isoladamente. Em fórmula simples:
onde
é o deslocamento total,
e
são os deslocamentos causados por cada onda separadamente. Aqui
,
,
dependem de
e
(posição e tempo), mas escrevemos de forma curta.
Passo 3
Agora vejamos um caso concreto e muito usado em provas: duas ondas harmônicas (seno ou cosseno) com a mesma amplitude e frequência, mas possivelmente com diferença de fase. Escrevemos:
onde
é a amplitude de cada onda,
é o número de onda (relacionado ao comprimento de onda),
é a frequência angular, e
é a diferença de fase entre as ondas. Explico cada coisa:
mede o “tamanho” da oscilação;
e
ditam como a onda varia no espaço e no tempo;
indica se uma onda está “adiantada” ou “atrasada” em relação à outra.
Passo 4
Somando as duas ondas pelo princípio da superposição e usando a identidade trigonométrica
obtemos o resultado da soma. Tomando
e
, temos
Essa fórmula é importante: mostra que a soma de duas ondas com mesma frequência é outra onda com mesma frequência mas com amplitude modificada por
.
Passo 5
Interpretação física do que saiu na conta (a parte que costuma cair na prova): a amplitude resultante é
- Se
(as ondas estão em fase), então e : as amplitudes somam — fenômeno chamado de interferência construtiva. - Se
(as ondas estão fora de fase por meio ciclo), então e : as ondas se cancelam — chamado de interferência destrutiva.
Ou seja, dependendo da diferença de fase as ondas podem reforçar-se ou anular-se. Exemplos simples: duas pulsações iguais numa corda que chegam juntas em fase dão um pico maior; se chegam em fase oposta (um pico quando o outro faz vale) elas se anulam. Outro exemplo clássico é o padrão de franjas em Young (dupla fenda): as franjas claras e escuras são fruto direto da interferência entre caminhos com diferenças de fase.
Passo 6
Conclusão didática e direta do porquê da palavra que completa a frase: o fenômeno que aparece quando aplicamos o princípio da superposição e que descreve esses reforços e cancelamentos chama-se “interferência”. Em provas eles costumam pedir exatamente esse termo porque é a consequência observável da soma de ondas com diferentes fases.
Resposta
interferência