¿Por qué inversión de onda para cuerda fija en un extremo?

Configuración: una cuerda está fijada en un extremo a una pared. Mueves el otro extremo hacia arriba y hacia abajo una vez. Una ola comienza a viajar. Se mueve, golpea la pared, luego se aplana, luego se crea nuevamente debajo (invertido) y luego comienza a viajar de regreso.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Pregunta: La inversión en sí tiene sentido. La pared responde con una fuerza hacia abajo sobre la cuerda cuando la onda en la cuerda trata de tirar de la pared hacia arriba para continuar (tercera ley de Newton). Pero ¿por qué hay un retraso ?

En el punto donde la ola es perfectamente plana, ¿qué es lo que en ese momento exacto tira de la cuerda hacia abajo? En ese momento, la ola ya no empuja la pared hacia arriba, por lo que la pared tampoco ejercerá ninguna fuerza. ¿O estoy equivocado? ¿Adónde se ha convertido la energía de la onda viajera que la devuelve a la cuerda en el momento aplanado?

Nada tira de la cuerda plana, pero recuerda la primera ley de Newton.
@Ruslan, tu comentario fue todo lo que necesitaba. Por supuesto, si las "partículas" de la cuerda tienen una velocidad en el momento en que se aplanan, continúan hacia abajo. 1ra ley de Newton. Simple, aunque esto me ha borrado durante semanas. Si lo das como respuesta lo aceptaré.

Respuestas (3)

En el punto donde la ola es perfectamente plana, ¿qué es lo que en ese momento exacto tira de la cuerda hacia abajo?

Nada. La fuerza de la pared sobre la cuerda se desvanece en ese instante.

En ese momento, la ola ya no empuja la pared hacia arriba, por lo que la pared tampoco ejercerá ninguna fuerza.

Bien.

¿Adónde se ha convertido la energía de la onda viajera que la devuelve a la cuerda en el momento aplanado?

Está en la energía cinética de la cuerda.

Poner comentario en respuesta, según lo solicitado:

En el punto donde la ola es perfectamente plana, nada la empuja hacia abajo. Pero para seguir moviéndose no necesita ninguna fuerza, simplemente obedece la primera ley de Newton y se mueve con una velocidad distinta de cero.

Piénselo así: ¿cuándo la energía cinética es máxima en esta oscilación? en el momento en que y = 0 , o en el punto en el que la cuerda es plana. Si hubiera una fuerza tirando de él, violaría la conservación de la energía ya que a partir de ese momento la energía comienza a transferirse a energía potencial de oscilación.

En resumen, la energía se transfiere entre las energías cinética y potencial en el sistema. Vale la pena señalar también que el movimiento transversal es el único "movimiento" real en la ola, por así decirlo; es decir, ningún punto de la cuerda se está moviendo horizontalmente si lo piensas.

¿Por qué inversión de onda para cuerda fija en un extremo?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v