Pulso em uma onda
Imagine que você tenha uma corda e nela você produz um pulso, como na figura a seguir.
No outro extremo da corda você produz novo pulso, de amplitude diferente. Digamos, com uma amplitude três vezes maior:
Observe a figura a seguir se você não se lembra o que é amplitude de uma onda onde mostramos duas “fotografias” dos dois pulsos e comparamos as suas amplitudes.
Interferência construtiva
Agora imagine que ambos os pulsos sejam produzidos simultaneamente: um se propagando para a direita, de amplitude A e outro para a esquerda de amplitude 3A, o que teríamos? Basta ver a figura a seguir:
Para melhorar a visualização, veja a figura a seguir onde demos uma pausa no exato instante em que emas se sobrepõem e, na figura logo abaixo, mostramos uma “fotografia” desse instante. Ou seja, quando as ondas se sobrepõem, no exato instante da sobreposição elas se somam, mas logo após esse encontro (que chamamos de interferência) cada uma segue seu caminho como se nada tivesse acontecido.
As figuras a seguir mostram instantâneos (“fotografias”) antes, durante e depois a interferência ou sobreposição.
Note portanto que a amplitude resultante é a soma das amplitudes:
$$A_{resultante}=A_1+A_2$$
Em nosso caso:
$$A_{resultante}=A+3A=4A$$
Observe que isto é válido em TODOS os instantes, não apenas no instante em que as ondas se sobrepõem.
Interferência destrutiva
Agora, imagine que dois pulsos sejam produzidos em oposição de fase, isto é, um possui crista para cima (digamos, o que se propaga para a direita com amplitude A) e o outro com crista para baixo (em oposição, portanto, o que se desloca para a esquerda, de amplitude -3A). Note que vamos considerar que para cima é positivo, assim, observando as figuras abaixo, que são auto-explicativas, vemos que as ondas se sobrepõem e, no caso das ondas serem da mesma forma, a amplitude resultante será a soma das amplitudes.
$$A_{resultante}=A+(-3A)=-2A$$
Interferência totalmente destrutiva
Se as duas ondas que sofrem interferência destrutiva tiverem amplitudes de mesmo módulos, porém opostas (uma para cima e outra para baixo) em algum instante a interferência será totalmente destrutiva, ou seja, em um instante a onda deixa de ser visível e o fio fica retilíneo como se nenhuma onda existisse nele.
Veja as duas próximas animações onde apresentamos ondas interferindo-se em “tempo real” (próxima figura) e com uma pausa no exato instante de interferência destrutiva (figura posterior).
Simulação
Nada como tentar fazer você mesmo(a). A seguir disponibilizo as simulações para vocês brincarem um pouco.
E agora, esta preparado(a) para fazer alguns exercícios? No comentário deste artigo tem alguns links para exercícios externos, mas tem uma listinha daqui, do professordanilo.com
Clique aqui para baixar.
Equação de Taylor e a velocidade de uma onda em uma corda
Já que estamos falando de um pulso em uma corda, qual seria então a velocidade com que este pulso se propaga na corda?
A resposta é dada pela equação de Taylor apresentada a seguir:
$$v=\sqrt{\frac{F}{\mu}}$$
Sendo F a tração no fio, que no sistema internacional é medido em newtons (ou abreviadamente N). O outro termo, no denominador, é a densidade linear e se calcula dividindo a massa m do fio pelo seu comprimento L:
$$\mu=\frac m L$$
Muito obrigado Professor Danilo
Disponha
Na lista a seguir:
http://fisicaevestibular.com.br/novo/ondulatoria/ondas/interferencia-de-ondas/exercicios-de-vestibulares-com-resolucoes-comentadas-sobre-interferencia-de-ondas/
sugiro que façam, para treinar o que aqui foi apresentado, os exercícios números
2, 3, 4, 5, 6, 8 e 9.
Teste seus conhecimentos: encontrei uma lista pequena que aborda tais assuntos em:
https://exercicios.brasilescola.uol.com.br/exercicios-fisica/exercicios-sobre-interferencia-ondas.htm