Refração e Reflexão de Ondas em Cordas - Brasil Escola

[Música] Fala amigo estudante aqui é o professor Joab e na nossa aula de física de hoje nós vamos falar sobre a reflexão e refração de ondas em [Música] cordas antes de tratarmos das reflexões das ondas em cordas vamos lembrar dos elementos de uma onda transversal as ondas em cordas são ondas classificadas como transversais que tem a direção de propaga perpendicular à vibração aqui nesse caso nós temos uma corda que está oscilando uma corda muito grande que está oscilando através de um oscilador que produz duas ondas por segundo Essa é a frequência 2 hz duas ondas

por segundo ondas com amplitude de 1 cm nós colocamos em modo lento você vai perceber que cada ponto na corda sobe e desce com a passagem da onda você tem que se lembrar que uma uma onda não é capaz de transportar matéria ondas transportam energia pausando Aqui as nossas ondas nós podemos analisar os elementos que compõem uma onda esses elementos são os seguintes os pontos mais altos da onda são chamados de cristas então C para cristas da onda os pontos mais baixos são denominados de vale a distância entre duas cristas consecutivas ou entre dois Vales

consecutivos é chamado de comprimento de onda e é simbolizado pelo lâmbda na letra grega uma outra forma de encontrar o comprimento de onda é partindo da posição Central indo até a crista caminhando até o vale e voltando pra posição Central essa distância também representa um comprimento de onda então esses são os principais elementos da onda agora nós vamos analisar a reflexão dessas ondas em em cordas o primeiro caso de reflexão em cordas é se tratando da extremidade da corda fixa estando presa uma outra forma de imaginar é duas pessoas segurando a a corda você teria

as duas extremidades da corda Fixa aqui nós temos um gerador de pulsos ele vai gerar apenas uma onda um pulso é produzido e está em modo de câmera lenta esse pulso vai chegar vai se chocar com a extremidade fixa da corda e será refleti Observe só o que acontece quando o pulso é refletido você reparou que houve uma inversão de fase o pulso estava para cima quando se chocou na extremidade fixa da corda ele foi refletido ele tá fazendo o caminho de volta e com a fase invertida Isso vai acontecer de novo porque essa extremidade

da corda também é uma extremidade fixa então o pulso vem é refletido pela extremidade fixa e volta com a fase invertida colocando em modo normal você vai reparar que sempre quando uma onda está se propagando numa corda e ela se choca com uma extremidade fixa ela vai se chocar ali com a extremidade fixa vai acontecer reflexão com inversão de fase o outro ponto é se nós colocarmos a extremidade da corda solta nesse caso extremidade Solta nós temos a extremidade presa a um anel e ela é livre ali para se movimentar naquela barra de ferro colocando

no modo lento aqui a onda tá vindo pro lado esquerdo então ela vai sofrer nesse lado esquerdo uma reflexão ainda numa extremidade fixa vai acontecer a inversão de fase Olha só fase invertida agora essa fase essa onda vai caminhar até a extremidade livre da corda então observando o que vai acontecer a onda será refletida ela vai voltar porém com a mesma fase então quando uma onda é refletida numa corda com extremidade livre a fase não é invertida acontece a reflexão mas a fase é mantida chegando desse lado de cá vai acontecer uma reflexão com com

extremidade fixa porque essa extremidade é considerada fixa então ocorre a inversão de fase do outro lado extremidade livre ocorre uma reflexão sem inversão de fase A agora nós vamos analisar a refração de ondas em cordas O que é o fenômeno da refração bom a definição de refração é uma alteração na velocidade de uma onda causada por uma mudança no meio de propagação quando uma onda altera o meio de propagação quando o meio de propagação se muda a onda tem a sua velocidade alterada vai ser mudado então quando ocorre uma mudança de meio ocorre uma mudança

na velocidade de propagação da onda isso é refração no caso de refração em cordas Então nós vamos ter que ter uma onda se propagando em cordas diferentes geralmente são cordas com densidade linear diferente você vai encontrar nos exercícios e nos livros dizendo cordas finas cordas grossas cordas leves e cordas pesadas a onda vai ter que mudar da corda com densidade linear baixa para uma corda com densidade linear alta ou o contrário bom o que que é densidade linear a densidade linear é a relação entre a massa da corda e o seu comprimento essa densidade linear

é simbolizada pela letra grega mi e é a divisão da massa da corda pelo comprimento O que nós vamos fazer é unir cordas com densidades lineares diferentes e produzir ondas essas ondas vão mudar das cordas de baixa densidade AL linear pra corda de alta densidade linear sofrendo refração Então olha só aqui nós temos duas cordas Emendadas do lado esquerdo uma corda mais fina e do lado direito uma corda mais grossa o pulso iniciante ou o primeiro pulso ele tá indo da corda Fina em direção à corda grossa vai sofrer refração aqui embaixo então acontece a

refração você percebe que o pulso mudou de corda o que que aconteceu com esse pulso ele teve a sua velocidade alterada nesse caso como a passagem é da corda fina pra corda grossa como vai ter um aumento de densidade linear a velocidade do pulso diminui a velocidade Será menor então a velocidade da onda que foi pra corda grossa é menor mas lembre-se de um detalhe na refração a frequência não é alterada então a frequência da onda na corda fina e na corda grossa vai ser a mesma agora Como que houve uma alteração de velocidade sendo

que não acontece alteração de frequência A resposta está no comprimento de onda se a velocidade diminuiu na passagem da corda fina pra corda grossa é porque o comprimento de onda diminuiu então na refração vai acontecer uma alteração de velocidade e uma alteração no comprimento de on das ondas repare o seguinte que aqui o pulso além de sofrer refração foi também refletido e se você reparar houve uma inversão de fase porque o pulso incidente o pulso que está chegando tá com a fase para cima olha só o pulso refletido com a fase para baixo então da

corda fina pra corda grossa acontece também o fenômeno da reflexão e como houve uma inversão de fase você pode entender que é como se a corda tivesse chocando como numa extremidade fixa é como se a extremidade considerada ali fosse fixa nós temos o caso contrário que a onda agora inicialmente na corda mais densa na corda grossa se dirigindo na direção de uma corda fina nós temos aqui o pulso incidente e ele sofre refração nesse caso como a a mudança tá acontecendo da corda grossa para a corda fina a velocidade do pulso vai aumentar a velocidade

da onda vai aumentar a frequência não muda então consequentemente o comprimento de onda também vai aumentar e repare o seguinte o pulso refletido Manteve a fase para cima que nos faz lembrar da reflexão de ondas em cordas com extremidade solta então da corda grossa pra corda fina Acontece uma reflexão exatamente igual a flexão das ondas com cordas de extremidade solta Espero que você tenha gostado da aula de hoje não se esquece de curtir compartilhar e se inscrever aqui no nosso canal em caso de dúvida você pode clicar nos links que estão na descrição do vídeo

até a próxima [Música] amigo