São Camilo 2015 — questão 58 de Física
Enunciado em texto
Duas cordas, uma vermelha e outra azul, estão unidas por uma de suas extremidades. Gera-se na corda vermelha o pulso indicado na figura 1.
[Figura 1: a corda vermelha à esquerda, unida à corda azul à direita. Na corda vermelha há um pulso formado por uma crista (à esquerda) seguida de um vale (à direita), largo; uma seta embaixo indica que ele se move para a direita, rumo à junção.]
Após o pulso completo atingir o ponto de união, a configuração de ondas observada tem o aspecto desenhado na figura 2.
[Figura 2: na corda vermelha, um pulso refletido, de menor amplitude, movendo-se para a esquerda (seta para a esquerda), com a crista à esquerda e o vale à direita. Na corda azul, um pulso transmitido, mais estreito, movendo-se para a direita (seta para a direita), também com a crista à esquerda e o vale à direita.]
Analisando as figuras, é correto afirmar que a corda azul tem, relativamente à corda vermelha,
(A) maior densidade linear e no ponto de junção há refração sem mudança de fase e reflexão com mudança de fase.
(B) igual densidade linear e no ponto de junção há difração sem alteração da fase.
(C) menor densidade linear e no ponto de junção há refração com mudança de fase e reflexão sem mudança de fase.
(D) menor densidade linear e no ponto de junção há refração sem mudança de fase e reflexão com mudança de fase.
(E) maior densidade linear e no ponto de junção há refração com mudança de fase e reflexão sem mudança de fase.
(Enunciado e figura: Vestibular São Camilo 2015, Medicina, Prova de Conhecimentos Gerais — São Camilo/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário São Camilo e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: comparar as densidades lineares das cordas e dizer se os pulsos refletido e transmitido inverteram ou não.
Passo 1 — o pulso incidente. Ele vai para a direita, e a parte que vai na frente (a da direita) é o vale; a crista vem atrás.
Passo 2 — o pulso transmitido (refração). Ele continua indo para a direita, e na frente dele (à direita) está o vale, como no incidente: não houve inversão. A refração nunca inverte o pulso.
Passo 3 — o pulso refletido. Ele volta para a esquerda, então a parte da frente agora é a da esquerda. Quem chegou primeiro à junção (o vale) foi o primeiro a ser refletido e deveria vir na frente; mas na frente do refletido está uma crista. O vale virou crista e a crista virou vale: houve inversão de fase na reflexão.
Passo 4 — o que a inversão revela. A reflexão inverte o pulso quando ele passa de uma corda para outra mais densa (mais “pesada” por metro), como se batesse numa extremidade fixa. Logo, a corda azul tem maior densidade linear.
Conferindo: na corda mais densa a onda é mais lenta (, com a mesma tração T). Pulso mais lento fica mais “curto”, e é isso que a figura 2 mostra: o pulso azul é mais estreito que o vermelho.
Por que não as outras: (B) se as cordas fossem iguais, não haveria pulso refletido; e o fenômeno na junção é reflexão e refração, não difração. (C) e (D) dizem que a azul é menos densa, o que daria reflexão sem inversão. (E) põe a inversão na refração, que nunca inverte o pulso.
⚠️ A armadilha: comparar a figura parada (crista à esquerda, vale à direita nos dois pulsos) e concluir que nada inverteu. É preciso olhar o sentido em que cada pulso anda: no refletido, a frente mudou de lado.
A ideia em uma frase: pulso passando para uma corda mais densa: o transmitido segue sem inverter e o refletido volta invertido.
Resposta: alternativa A.
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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