En una onda estacionaria, ¿cómo viaja la energía más allá de un nodo?
Simplemente debería quedar reflejado. Asume el caso del primer sobretono y golpeas la cuerda en un lugar. ¿Cómo se distribuirá la energía?
Si se distribuye por toda la cuerda, ¿cómo es que la onda pasó por un nodo?
Básicamente, el problema es que se ha establecido una onda estacionaria en la cuerda. Ahora golpeas la cuerda en un lugar y esto crea un nuevo pulso. Ahora bien, este pulso viajará más allá del siguiente nodo en la cadena (no el límite) o se reflejará incluso en ese nodo y permanecerá confinado a una región particular de la cadena.
Las ondas en cuerdas se combinan linealmente. Esto significa que puede dividir el movimiento de una cuerda en dos (o más) ondas superpuestas. Las dos ondas superpuestas se comportan de forma independiente, como si la otra no estuviera. Entonces, si tiene una onda estacionaria configurada en una cuerda, y luego también introduce un pulso viajero, obtiene algo como lo siguiente. (Las flechas representan la dirección del movimiento y el nodo está marcado con un punto azul).
Ahora para responder a tu pregunta. Desearía tener una forma de animar la imagen, pero creo que se puede ver en imágenes fijas. Voy a dibujar lo que sucede después de un corto tiempo, cuando el pulso llega al nodo. La onda estacionaria también se ha movido y ahora se está moviendo hacia atrás en la otra dirección.
Como puede ver, el componente de onda estacionaria aún pasa por cero en el nodo, como siempre debe hacerlo, pero la onda combinada (pulso + onda estacionaria) no lo hace. Debido a que el pulso y la onda estacionaria no interactúan, el pulso simplemente pasa directamente a través del nodo como si no estuviera allí, y la onda estacionaria sigue ondeando como si el pulso no estuviera allí.
Tenga en cuenta que no interactuar no es lo mismo que no interferir . La interferencia ocurre cuando dos ondas se suman y suman cero, pero ninguna de las dos ondas se ve afectada al sumarse de esta manera, por lo que incluso cuando las ondas interfieren, no interactúan.
Creo que malinterpretas el término 'nodo' en una onda estacionaria.
Para ayudar a aclarar, piense en un instrumento de cuerda. Si tocas la cuerda, resonará a la frecuencia x (con un rango de sobretonos en las frecuencias armónicas 2x, 3x, 4x, etc.)
Si presiona la cuerda en el punto medio y puntea en un lado, obtendrá frecuencias 2x (y sus armónicos en 4x, 6x, 8x, etc.) ya que la parte de la cuerda al otro lado de su dedo está estacionaria.
Para mostrar qué es un nodo, simplemente toque la cuerda en el punto medio, muy levemente, esto eliminará el componente x por completo, dejándolo con 2x, 4x, etc.) - la diferencia es que todos los armónicos impares (que habrían tenido un máximo en el punto medio) se eliminan: su dedo evita que el punto medio vibre.
Wikipedia tiene este hermoso gráfico en la página de armónicos :
Lo que debe recordar es que no hay un reflejo en un nodo; en cambio, las ondas dentro de la cuerda simplemente se cancelan en un nodo. Las ondas estacionarias son la suma de las ondas reales que viajan a lo largo de la cuerda. La energía en sí se refleja desde un extremo hacia abajo de la cuerda, razón por la cual se obtienen ondas estacionarias.
qmecanico