Tienes la expresión de la función vectorial de posición (observa que la trayectoria es una hélice circular con eje de simetría OZ y radio 5):
r(t) = < 5*cos(2t) , 5*sen(2t) , 10*t >;
luego, planteas la expresión de la función velocidad (o vector tangente), y queda
r ' (t) = < -10*sen(2t) , 10*cos(2t) , 10 >,
cuyo módulo tiene la expresión:
|r ' (t)| = √(200) = 10*√(2);
luego, planteas la expresión de la función vector tangente unitario, y queda:
T(t) = r ' (t) / |r ' (t)| = < -sen(2t)/√(2) , cos(2t)√(2) , 1/√(2) >.
a)
Planteas la expresión de la función aceleración, y queda:
r ' ' (t) = < -20*cos(2t) , -20*sen(2t) , 0 >.
Expresas a la componente tangencial de la aceleración en función de la aceleración y del vector tangente unitario, y queda:
aT(t) = r ' ' (t) • T(t), sustituyes expresiones, y queda:
aT(t) = < -20*cos(2t) , -20*sen(2t) , 0 > • < -sen(2t)/√(2) , cos(2t)√(2) , 1/√(2) >,
resuelves el producto escalar, y queda:
aT(t) = 20*cos(2t)*sen(2t)/√(2) - 20*sen(2t)*cos(2t) + 0 = 0.
b)
Planteas la expresión de la función vector tangente unitario derivado, y queda:
T ' (t) = < -√(2)*cos(2t) , -√(2)*sen(2t) , 0 >,
cuyo módulo tiene la expresión:
|T ' (t)| = √(2);
planteas la expresión de la función vector normal unitario, y queda:
N(t) = T ' (t) / |T ' (t)| = < -cos(2t) , -sen(2t) , 0 >.
Expresas a la componente normal de la aceleración en función de la aceleración y del vector normal unitario, y queda:
aN(t) = r ' ' (t) • N(t), sustituyes expresiones, y queda:
aN(t) = < -20*cos(2t) , -20*sen(2t) , 0 > • < -cos(2t) , -sen(2t) , 0 >,
resuelves el producto escalar, y queda:
aN(t) = 20*cos2(2t) + 20*sen2(2t) + 0 = 20.
Y observa que el valor de la componente tangencial y el valor de la componente normal de la aceleración son los mismo para todos los puntos de la trayectoria.
Espero haberte ayudado.