Hola, me alegra que te haya interesado el tema y hayas investigado usando el simulador Phet que está muy bueno!
Creo que muchas de estas dudas sobre ondas te van a quedar bien claras cuando puedas hacer un curso propiamente de ondas, por ejemplo Vibraciones y Ondas. Pero al nivel de este curso igualmente podés entender ya varias cosas y te explico algunas...
Primero, tenés que tener cuidado cuando pensás en el simulador Phet, ya que habrás notado que las ondas que podes generar con eso son todas forzadas (al menos hasta donde sé) ya que si observás el extremo izquierdo de la cuerda, es como una maquinita que va subiendo y bajando la cuerda a la frecuencia que vos quieras... por lo tanto estas forzando la cuerda ( no es ni un extremo fijo ni uno libre, sino un extremo forzado ) el cual cumple otra condición.
Bien, para cada tipo de extremo de la cuerda la idea es que nosotros podemos imponer ciertas condiciones sobre la solución de la ecuación de onda, y así poder ver como nos queda finalmente la forma de la solución. En general trabajamos con ondas sinusoidaes (soluciones armónicas).
Entonces, los tipos de condiciones de borde de las que hablaste en la pregunta son: fijas o libres.
Para la condición de borde fijo lo que decimos es que la solución debe valer cero allí, para cualquier tiempo, y(0,t)=0 si el extremo fijo se encuentra en x=0, por ejemplo. En el caso donde ambos extremos de la cuerda son fijos, llegaríamos a la solución de ondas estacionarias que trabajamos en el curso... cuya interpretación se puede explicar pensando en que la onda se refleja y por lo tanto se suman dos ondas como bien venías mencionando.
Para la condición de borde libre diríamos que la fuerza que se hace sobre la cuerda en ese borde debe ser nula ( esto para que la cuerda se mueva libremente ) entonces (dy(0,t)/dx)=0 si el extremo libre se encuentra en x=0, por ejemplo. Ya que la fuerza de tensión en el extremo es proporcional a dy/dx y es la que queremos que se anule en el caso del extremo libre. Si ambos bordes son libres (o uno es libre y el otro fijo) también llegarías a soluciones de ondas estacionarias, pero un poco diferentes a las que tienen ambos bordes fijos...
Estos casos también lo podes pensar como dos ondas que viajan en direcciones opuestas y que se suman, es el mismo razonamiento, solo que en este caso en el lugar donde está el borde libre no hay un nodo...
Por ejemplo en el caso donde un borde es fijo y el otro borde es libre tendrías que en el borde fijo y=0 pero en el borde libre dy/dx=0 ( entonces y=max ó y= mín ). Entonces en este caso te quedaría que la distancia L de la cuerda debe ser igual a
![L= (n+1/2)\lambda/2 L= (n+1/2)\lambda/2](https://eva.fing.edu.uy/filter/tex/pix.php/77444474af825bfe004b76ff6c4fb5bf.png)
. Este caso si lo vamos a estudiar en el curso cuando trabajemos con ondas de sonido en tubos... pero ahí ya me estoy adelantando.
Bueno, espero ayude,
Saludos,
Lucía.