UFRGS - 2020 - Questão 22

 Na figura abaixo, a onda 1 consiste em um pulso retangular que se propaga horizontalmente para a direita. As ondas 2, 3 e 4 são ondas semelhantes que se propagam para a esquerda ao longo dessa mesma direção. 

As figuras abaixo representam interferências que ocorrem quando a onda 1 passa por cada uma das outras ondas.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. As formas de ondas X, Y e Z resultam, respectivamente, da superposição da onda 1 com as ondas ........ , ........ e ........ . 

(A) 2 - 3 - 4 

(B) 2 - 4 - 3 

(C) 3 - 2 - 4 

(D) 3 - 4 - 2 

(E) 4 - 2 - 3

Resolução:

    O fenômeno de interferência ocorre quando o encontro de duas ondas, ou pulsos, dependendo da forma que o encontro ocorre pode acontecer interferência construtiva (parcial ou total) ou totalmente destrutiva.
    Quando o encontro ocorre com mesma fase, as amplitudes se somam e por isso chamamos de interferência construtiva, o resultado é o aumento da amplitude da onda.

   Quando o encontro ocorre com as fases completamente opostas as amplitudes se subtraem e se aniquilam formando uma interferência completamente destrutiva.

   Por outro ado a interferênci pode ser parcialmente destrutiva, dependendo do encontro das ondas.

   As superposições sugeridas no problema são as seguintes:

   O pulso número 1 ao encontrar o pulso 2, têm características totalmente opostas, porem com intensidades levemente diferentes. O pulso 1, possui amplitude de intensidade de 2 unidades para cima, enquanto o pulso 2 possui no mesmo intervalo intensidade de 1 unidade para baixo, assim, a "subtração" dessas intensidades gerará uma amplitude resultante de 1 intensidade para cima, o que acontece analogamente com o segundo intervalo de tempo. Isso significa que a amplitude do pulso resultante DURANTE O ENCONTRO gera uma figura assemelhada a um degrau como mostra abaixo.

O encontro do pulso 1 com o pulso 3, por outro lado ocorre de forma totalmente destrutiva, pois os pulsos tem mesma intensidade e fase oposta, ou seja, onde há duas unidades para cima no pulso 1, há duas unidades para baixo no pulso 3. Logo o pulso resultante momentaneamente desaparece conforme a figura

Ainda do encontro dos pulsos 1 e 4, vemos que as intensidades tem mesma fase no momento do encontro, isso significa que gera uma intereferência construtiva que soma as intensidades da amplitude de cada pulso, assim, o pulso resultante no momento da interferência tem inteisdade de 4 unidades para cima no segundo intervalo e 2 unidades para baixo no terceiro intervalo.

Resumindo:

Os pulsos de interferência gerado em cada encontro será:

X: interferência totalmente destrutiva - Encontro do pulso 1 com o pulso 3;

Y: interferência parcialmente destrutiva - Encontro do pulso 1 com o pulso 2;

Z: interferência totalmente construtiva - Encontro do pulso 1 com o pulso 4;

X - 3, Y - 2, Z - 4

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Resposta: 

Item (C)