UFU 2024-2 — questão 19 de Física
Enunciado em texto
Duas crianças amarram dois pedaços de corda de espessuras distintas e brincam de criar ondas. O menino A gera um pulso na corda, que propaga até o garoto B, que mantém sua extremidade fixa, conforme representado no esquema a seguir.
[Figura: o menino A, à esquerda, segura a ponta de uma corda fina; o garoto B, à direita, segura a ponta de uma corda grossa (desenhada mais escura). As duas cordas estão emendadas num ponto (a junção) no meio. Na corda fina há um pulso para cima, e uma seta acima dele aponta para a direita, no sentido de B.]
Após o pulso atingir a junção entre a corda grossa e a fina, do ponto de vista qualitativo, qual será o comportamento que a onda passa a adquirir em ambas as cordas?
A) [Figura: na corda fina, um pulso para baixo (invertido), com seta para a esquerda; a corda grossa está reta, sem pulso.]
B) [Figura: a corda fina está reta, sem pulso; na corda grossa, um pulso para cima, com seta para a direita.]
C) [Figura: na corda fina, um pulso para cima, com seta para a esquerda; na corda grossa, um pulso para cima, com seta para a direita.]
D) [Figura: na corda fina, um pulso para baixo (invertido), com seta para a esquerda; na corda grossa, um pulso para cima, com seta para a direita.]
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2024-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: o que acontece com o pulso que vem pela corda fina quando chega à emenda com a corda grossa.
Passo 1 — na junção, parte passa e parte volta. Quando um pulso chega à fronteira entre dois meios diferentes, uma parte é transmitida (refratada) para o segundo meio e outra parte é refletida de volta. Então, depois da junção, há pulso nas duas cordas: um indo para B e outro voltando para A. Isso já descarta A e B.
Passo 2 — o pulso transmitido não inverte. O pedaço que entra na corda grossa é produzido pela própria junção subindo e descendo; ele sai sempre com a mesma fase do pulso incidente: para cima, indo para a direita.
Passo 3 — o pulso refletido inverte. A corda grossa tem densidade linear maior; com a mesma tração , a onda nela é mais lenta:
Para o pulso que vem da corda fina, a corda grossa funciona como uma extremidade “mais difícil de mover”, parecida com uma ponta presa. Na reflexão numa extremidade fixa, o pulso volta invertido; numa emenda com um meio mais denso acontece o mesmo, só que com amplitude menor. O refletido volta para a esquerda, para baixo.
Conferindo: pulso para baixo na corda fina indo para A, pulso para cima na corda grossa indo para B: alternativa D. (Se fosse o contrário, pulso vindo da corda grossa para a fina, o refletido voltaria sem inverter, como numa extremidade livre: seria o desenho da C.)
⚠️ A armadilha: a alternativa C, que acerta a ideia de reflexão e refração mas esquece a inversão do refletido. Ela vale para a passagem do meio mais denso para o menos denso, não para este caso.
A ideia em uma frase: ao passar de uma corda fina para uma grossa, o pulso transmitido segue sem inverter e o refletido volta invertido.
Resposta: alternativa D (refletido invertido na corda fina, transmitido para cima na corda grossa).
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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