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Ondas estacionárias: o que são? Como se comportam?

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As ondas estacionárias são ondas que permanecem em uma determinada posição constante em um certo intervalo de tempo arbitrário. Quando essas ondas se superpõem, é gerada a formação de interferência.

Nesse estudo dos conceitos básicos de ondas teremos que ficar atentos a uma característica, que é o transporte energia sem o transporte de matéria alguma. Por esse motivo é que dizem que elas são apenas simples deformações que se propagam em um determinado meio. Sendo assim, elas poderão atravessar a mesma região no mesmo intervalo de tempo.

O assunto é mais simples do que pode parecer à primeira vista, bastando compreender que as ondas não necessariamente estão relacionadas à movimentação da matéria propriamente dita: é um movimento por si só.

Comportamento de ondas estacionárias

Quando duas determinadas ondas periódicas de frequências contêm o mesmo comprimento de onda e amplitude, elas se propagam em sentidos contrários, sobrepondo-se em um dado meio, vemos se originar uma figura de interferência denominada de onda estacionária. Obviamente, não se trata de uma onda, nascer opção normal do tema, mais de um particular padrão de interferência.

Estamos cercados de oscilações, movimentos que se repetem diversas vezes. Uma pessoa movendo-se passivamente em um balanço será um exemplo de oscilação livre. Se um amigo o empurrar o balanço periodicamente, teremos oscilações.

Uma onda poderá ser longitudinal quando sua oscilação ocorrerá na direção da propagação, ou transversal quando ao se laçam ocorre na direção perpendicular a direção de propagação dessa determinada onda. Já as ondas estacionárias, lembrasse de ter reflexão, Interferência e ressonância; são ondas resultantes da superposição de duas ondas de frequência os iguais, mesma amplitude, mesmo comprimento de onda, mesma direção, porém sentidos opostos. É muito importante ressaltar, que cada corpo possui sua própria frequência de vibração.

Considerando isso, pode-se dizer que se outro corpo, que contém a mesma frequência, colidir com o primeiro, eles entraram em ressonância. Mas esse evento só ocorre se as ondas mecânicas e, em dadas condições de confinamento unidimensional, mostrarem comportamento de onda estacionária.

Sendo assim, qualquer objeto material tem uma determinada frequência nas quais tende a vibrar.

Ao sintonizar uma emissora, por exemplo, você faz seu receptor de rádio ou tv entrar em uma certa ressonância com a onda da emissora. O receptor “capta“ a energia da onda de rádio ou na tv com eficiência máxima e o sinal da emissora reproduzido pelo receptor. As ondas das outras emissoras comprei conhecer diferentes, passam despercebidas sem interagir com qualquer tipo de onda receptiva.

Ondas estacionárias em uma corda finita

Certas ondas produzidas por vibrações de uma corda são rapidamente amortecidas, a não ser que sejam continuamente fornecidas energia para manter suas amplitudes constantes. Se a corda for submetida a uma força externa, com frequência igual a frequência de um de seus modos normais, mesmo uma breve força poderá produzir ondas de grande escala.

Esse efeito já citado é denominado ressonância. Porém, nesse caso, a força externa fornece energia à corda continuamente, e se o amortecimento, causado pelo atrito, determina a amplitude das oscilações, a amplitude das oscilações poderá ser maior ou menor de acordo com sua intensidade.

Ondas estacionárias em uma barra

Em uma barra, poderão ser produzidas vibrações, tanto longitudinais quanto transversais e, na maioria dos casos, é muito difícil produzir um tipo de movimento sem auxílio do outro. As vibrações longitudinais são semelhantes às que ocorrem em uma corda.

Para as vibrações transversais, o repentino aparecimento de toques e de forças torna a avaliação mais complicada. Um dos transversais de frequências distintas acaba propagando-se com velocidade diferentes, ou seja, uma barra é um meio dispersivo para essas determinadas ondas. A boa notícia é que ondas estacionárias em uma barra raramente fazem parte dos exercícios cobrados em provas!


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