1. 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.

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.

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 (x,t) dado por \;y_1(x,t)\; e outra por \;y_2(x,t)\;. O princípio da superposição afirma que a perturbação total \;y(x,t)\; é a soma ponto a ponto das perturbações individuais:
y(x,t)=y_1(x,t)+y_2(x,t).
Aqui \;y_1\; e \;y_2\; representam o deslocamento (ou outra grandeza ondulatória) em cada posição (x) e instante (t). “Ponto a ponto” significa exatamente isso: para cada posição e cada instante somamos os valores das duas perturbações naquele mesmo x e t.

Passo 4

Vou ilustrar com um exemplo concreto (útil para a prova): considere duas ondas harmônicas com mesma amplitude \;A\; e mesma frequência, mas possuindo uma diferença de fase \;\varphi\;:
y_1(x,t)=A\sin(kx-\omega t),
y_2(x,t)=A\sin(kx-\omega t+\varphi).
Somando-as:
y(x,t)=A\bigl[\sin(kx-\omega t)+\sin(kx-\omega t+\varphi)\bigr].
Usando a identidade trigonométrica \;\sin\alpha+\sin\beta=2\sin\!\bigl(\tfrac{\alpha+\beta}{2}\bigr)\cos\!\bigl(\tfrac{\alpha-\beta}{2}\bigr)\;, obtemos
y(x,t)=2A\cos\!\bigl(\tfrac{\varphi}{2}\bigr)\sin\!\bigl(kx-\omega t+\tfrac{\varphi}{2}\bigr).
Interpretação: a forma da onda resultante ainda é uma senoide, mas com amplitude efetiva \;2A\cos(\varphi/2)\;. Dois casos importantes (que mostram por que a definição geral não é só “anulação”):
  • se \;\varphi=0\; (as ondas estão em fase), então \;\cos(\varphi/2)=1\; e a amplitude fica \;2A\; — soma máxima (interferência construtiva).
  • se \;\varphi=\pi\; (as ondas estão em oposição de fase), então \;\cos(\varphi/2)=0\; e a amplitude fica \;0\; — 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)

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