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462 Capítulo 16 Movimiento ondulatorio
Pulso
incidente
a)
c)
Pulso
reflejado
b)
d)
Figura 16.14 Reflexión de un pulso viajero en el extremo libre de una cuerda estirada. El pulso
reflejado no está invertido.
16.15. Cuando un pulso que viaja sobre la cuerda ligera alcanza la frontera entre las dos
cuerdas, parte del pulso se refleja e invierte y parte se transmite a la cuerda más pesada. El
pulso reflejado se invierte por los mismos motivos descritos en el caso de la cuerda unida
rígidamente a un soporte.
El pulso reflejado tiene una amplitud menor que el pulso incidente. En la sección 16.5
se demostró que la energía que porta una onda se relaciona con su amplitud. De acuerdo
con el principio de conservación de la energía, cuando el pulso se descompone en un
pulso reflejado y un pulso transmitido en la frontera, la suma de las energías de estos
dos pulsos debe ser igual a la energía del pulso incidente. Ya que el pulso reflejado sólo
contiene parte de la energía del pulso incidente, su amplitud debe ser menor.
Cuando un pulso que viaja sobre una cuerda pesada golpea la frontera entre la cuerda
pesada y una ligera, como en la figura 16.16, de nuevo, parte se refleja y parte se transmite.
En este caso, el pulso reflejado no se invierte.
En cualquier caso, las alturas relativas de los pulsos reflejado y transmitido dependen
de las densidades relativas de las dos cuerdas. Si las cuerdas son idénticas, no hay discontinuidad
en la frontera y no se presenta reflexión.
De acuerdo con la ecuación 16.18, la rapidez de una onda sobre una cuerda aumenta
a medida que disminuye la masa por unidad de longitud de la cuerda. En otras palabras,
una onda viaja más lentamente en una cuerda pesada que sobre una cuerda ligera, si
ambas están bajo la misma tensión. Las siguientes reglas generales se aplican a las ondas
reflejadas: cuando una onda o pulso viaja del medio A al medio B y v A v B (es decir,
cuando B es más denso que A), se invierte en la reflexión. Cuando una onda o pulso viaja
del medio A al medio B y v A v B (es decir, cuando A es más denso que B), no se invierte
en la reflexión.
Pulso
incidente
a)
Pulso
incidente
Pulso
transmitido
a)
Pulso
reflejado
b)
Pulso
reflejado
Pulso
transmitido
b)
Figura 16.15 a) Pulso que viaja a la derecha sobre una cuerda
ligera unida a una cuerda más pesada. b) Parte del pulso incidente
se refleja (e invierte) y parte se transmite a la cuerda más pesada.
Figura 16.16 a) Pulso que viaja hacia la derecha sobre una cuerda
pesada unida a una cuerda más ligera. b) El pulso incidente tiene
un reflejo parcial y se transmite en partes, y el pulso reflejado no se
invierte.