Hola buenas, en este problema de un oscilador he obtenido la variacion de x a partir de los datos igualandola al peso, hallando así el alargamiento máximo.Para el segundo apartado he procedido a usar ese alargamiento como amplitud de mi onda,he calculado w=raiz(k/m) y he armado la ecuacion de onda como (2/3)alargamiento max = Amplitud(alargamiento max)cos(wcalculada*t+fase incial=0) y a partir de ahí he despejado el tiempo, sería correcto?
Tienes los datos:
k = 1 N/m (constante elástica del muelle),
M = 24 g = 0,024 Kg (masa del oscilador;
de donde has planteado correctamente la expresión de la pulsación (frecuencia angular), y queda:
ω = √(k/M) = √(1/0,024) ≅ √(41,667) ≅ 6,455 rad/s.
Luego, planteas la condición de equilibrio (el oscilador cuelga en reposo), y queda:
k*Δs = M*g, de donde despejas:
Δs = M*g/k = 0,024*9,8/1 = 0,2352 m.
Luego, establece un sistema de referencia con eje de posiciones (alturas) OY con origen en el punto correspondiente al oscilador colgado y en reposo, con sentido positivo hacia arriba, con instante inicial: ti = 0 correspondiente al momento en que el oscilador es liberado, y las expresiones de la posición, de la velocidad y de la aceleración del oscilador quedan:
y(t) = A*cos(ω*t),
v(t) = -ω*A*sen(ω*t),
a(t) = -ω2*A*cos(ω*t);
luego, observa que tienes las condiciones iniciales:
y(0) = Δs = 0,2352 m (posición inicial, en el punto en el cuál el resorte está relajado),
v(0) = 0 (recuerda que la velocidad inicial del oscilador es nula),
a(0) = a determinar;
luego, sustituyes en las expresiones de las funciones, resuelves los argumentos de los factores trigonométricos (recuerda que el instante inicial es: ti = 0), y queda:
0,2352 = A (amplitud de oscilación),
0 = 0,
a(0) = -ω2*A = -( √(1/0,024) )2*0,2352 = -0,2352/0,024 = -9,8 m/s2 (aceleración del oscilador en el instante inicial, observa que su valor es extremo mínimo);
luego, sustituyes valores en las expresiones de las funciones, resuelves coeficientes, y queda:
y(t) = 0,2352*cos(6,455*t) (1),
v(t) = -1,5182*sen(6,455*t) (2),
a(t) = -9,8*cos(6,455*t) (3).
a)
Observa que el alargamiento corresponde al punto simétrico al punto de partida, por lo que tienes que la la expresión del estiramiento máximo del muelle es:
ΔsM = 2*A = 2*0,2352 = 0,4704 m.
b)
Planteas la condición de la posición del punto en estudio, y queda:
y(t) = (2/3)*A,
sustituyes la expresión señalada (1) en el primer miembro, y el valor de la amplitud en el segundo, y queda:
0,2352*cos(6,455*t) = (2/3)*0,2352, divides por 0,2352 en ambos miembros, y queda:
cos(6,455*t) = 2/3,
compones en ambos miembros con la función inversa del coseno (no olvides posicionar tu calculadora en radianes, y observa que elegimos el primer valor positivo), y queda:
6,455*t ≅ 0,8411, divides por 6,455 en ambos miembros, y queda:
t ≅ 0,1303 s;
luego, observa que si reemplazas este valor remarcado en las expresiones señaladas (2) (3) también puedes obtener los valores de la velocidad y de la aceleración del oscilador en el punto en estudio.
Espero haberte ayudado.