Observa las coordenadas del primer máximo en el gráfico: punto A(0,2).
Observa las coordenadas del segundo máximo en el gráfico: punto B(1,2).
Luego, tienes que la distancia horizontal entre ellos es: T = 1 s, que es el periodo de oscilación.
Luego, tienes que las ordenadas de los máximos, y su distancia al eje de oscilación, es: VM= 2 m/s, que es el valor del módulo de la velocidad máxima de oscilación.
Luego, planteas la expresión del coeficiente angular (o pulsación), y queda:
ω = 2π/T, reemplazas valores, resuelves, y queda: ω = 2π rad/s.
Luego, planteas la expresión del módulo de la velocidad máxima en función del coeficiente angular y de la amplitud de oscilación:
ω*A = vM, haces pasaje de factor como divisor, y queda: A = vM/ω, reemplazas, resuelves, y queda: A = 2/2π = 1/π m, que es la amplitud de oscilación.
a)
Plantea la expresión de la función de posición (elongación) de Movimiento Armónico Simple, con instante inicial coincidente con el instante de velocidad máxima:
x = A*sen(ω*t), reemplazas valores, y queda:
x = (1/π)*sen(2π*t), que es la ecuación de posición del oscilador (te dejo la tarea de hacer la gráfica de la función),
y la función velocidad tiene la expresión:
v = 2*cos(2π*t), (cuya gráfica es la que tienes en la imagen).
b)
Tienes el instante en estudio (t = 0,050 s), evalúas y tienes:
x = (1/π)*sen(0,100π) ≅ 0,098 m,
v = 2*cos(0,100π) ≅ 1,902 m/s.
Luego, planteas las expresiones de las energías (recuerda la expresión de la constante elástica en función de la masa y del coeficiente angular: k = M*ω2):
EP = (1/2)*k*x2 = (1/2)*M*ω2*x2 ≅ (1/2)*0,10*22*0,0982≅ 0,002 J.
EC = (1/2)*M*v2 ≅ (1/2)*0,1*1,9022≅ 0,181 J.
c)
Tienes la posición en estudio:
x = 0,020 m, reemplazas la expresión de la función posición, y queda:
(1/π)*sen(2π*t) = 0,020, multiplicas en ambos miembros de la ecuación por π, y queda:
sen(2π*t) ≅ 0,063, compones en ambos miembros con la función inversa del seno, y queda:
2π*t ≅ 0,063 rad, haces pasajes de factores como divisores, resuelves, y queda:
t ≅ 0,010 s, que es el instante correspondiente a la posición en estudio.
Luego, queda que evalúes en las expresiones de las funciones de posición y de velocidad, y luego plantees las expresiones de las energías, como hemos hecho en el inciso anterior.
Haz el intento de terminar la tarea y, si te resulta necesario, no dudes en volver a consultar.
Espero haberte ayudado.