- O que é o princípio da superposição das ondas?
a) O encontro de duas ondas que se anulam completamente.
b) O fenômeno em que as perturbações de duas ondas se somam ponto a ponto.
c) A propagação de uma única onda ao longo de um meio elástico.
d) A reflexão total de uma onda ao atingir um obstáculo.
a) O encontro de duas ondas que se anulam completamente.
b) O fenômeno em que as perturbações de duas ondas se somam ponto a ponto.
c) A propagação de uma única onda ao longo de um meio elástico.
d) A reflexão total de uma onda ao atingir um obstáculo.
Passo 1
O enunciado pergunta explicitamente: “O que é o princípio da superposição das ondas?” e apresenta quatro alternativas (a), (b), (c) e (d).
Informações dadas: as quatro frases são opções sobre o que seria o princípio da superposição — preciso escolher a que descreve corretamente esse princípio.
Informações dadas: as quatro frases são opções sobre o que seria o princípio da superposição — preciso escolher a que descreve corretamente esse princípio.
Passo 2
Vamos entender, em palavras simples e diretas, o que a frase correta deve dizer. O enunciado pede uma definição: portanto, o que buscamos é uma regra geral que explique como duas (ou mais) ondas se comportam quando ocupam o mesmo ponto do meio ao mesmo tempo. Não estamos ainda testando casos particulares (como anulação total), mas a regra geral que vale sempre que as ondas se encontram.
Passo 3
Apresento a regra matemática do princípio da superposição. Seja uma onda com deslocamento no ponto
dado por
e outra por
. O princípio da superposição afirma que a perturbação total
é a soma ponto a ponto das perturbações individuais:
Aqui
e
representam o deslocamento (ou outra grandeza ondulatória) em cada posição
e instante
. “Ponto a ponto” significa exatamente isso: para cada posição e cada instante somamos os valores das duas perturbações naquele mesmo
e
.
Passo 4
Vou ilustrar com um exemplo concreto (útil para a prova): considere duas ondas harmônicas com mesma amplitude
e mesma frequência, mas possuindo uma diferença de fase
:
Somando-as:
Usando a identidade trigonométrica
, obtemos
Interpretação: a forma da onda resultante ainda é uma senoide, mas com amplitude efetiva
. Dois casos importantes (que mostram por que a definição geral não é só “anulação”):
- se
(as ondas estão em fase), então e a amplitude fica — soma máxima (interferência construtiva). - se
(as ondas estão em oposição de fase), então e a amplitude fica — anulação completa (interferência destrutiva), que é um caso particular.
Passo 5
Agora analiso rapidamente cada alternativa com base na explicação acima:
- a) “O encontro de duas ondas que se anulam completamente.” — isso descreve apenas um caso especial (quando as fases são opostas), não o princípio geral. Então está incorreta.
- b) “O fenômeno em que as perturbações de duas ondas se somam ponto a ponto.” — descreve exatamente a regra geral: soma ponto a ponto das perturbações. Está correta.
- c) “A propagação de uma única onda ao longo de um meio elástico.” — fala de uma única onda, não de interação entre ondas; portanto não descreve a superposição. Incorreta.
- d) “A reflexão total de uma onda ao atingir um obstáculo.” — refere-se a reflexão, que é outro fenômeno; não é superposição. Incorreta.
Passo 6
Dica rápida de prova (me ajuda sempre): quando a questão pede definição, evite confundir casos particulares com a regra geral. A superposição é sempre “somar as perturbações” — se der anulação, ótimo, é um caso específico decorrente da soma, mas não é a definição.
Resposta
b)