Exercícios Resolvidos de Reflexão e Inversão de Pulsos em Corda

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Enunciado

Uma onda harmônica viajando em uma corda é refletida em uma de suas extremidades. Sabendo que a onda refletida mantém a amplitude e a frequência da onda incidente, assinale a alternativa INCORRETA.

(a) A onda refletida transporta a mesma potência média que a onda incidente. Porém, ela transporta energia no sentido oposto.

(b) A onda refletida interferirá com a onda incidente, gerando uma onda estacionária.

(c) Se a extremidade da corda em questão for fixa, a interferência entre as ondas incidente e refletida será destrutiva nesta extremidade.

(d) As duas ondas encontram-se em fase na extremidade da corda em questão se ela for fixa.

(e) A potência transmitida pela combinação das ondas incidente e refletida é nula em média, mas não a cada ponto e instante.

Passo 1

Analisando cada alternativa:

(a) Verdadeira. A energia de uma onda é proporcional ao quadrado da amplitude da onda. Como a onda refletida possui a mesma amplitude, possui a mesma energia.

(b) Verdadeira. A onda estacionária é caracterizada exatamente pela superposição de ondas que se movem nos dois sentidos com a mesma velocidade.

(c) Verdadeira. Como a fase é invertida, a interferência é destrutiva.

(d) Falsa. Caso a extremidade da onda seja fixa, ao se refletir, voltará a se propagar na corda com inversão de fase. Logo, as ondas incidente e refletida encontram-se em oposição e fase.

(e) A energia potencial vai aumentar ou diminuir quando a onda passar. Mas se analisarmos um tempo grande, a energia média é nula e, portanto, a potência média é nula. Entretanto ao analisarmos um instante de tempo, conseguimos calcular a energia potencial de um ponto e esta não é nula.

Resposta

(d)

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