Por un lado te diré que la modalidad de este Foro es contestar de a una consulta por vez.
En tu caso pafrticular hay 4 requerimientos... solo, por excepxion te orientare con dos de ellos ( problemas 5 y 6 ) dejando el resto para otros expertos, De lo contrario deberás elevar nuevamente en forma separada cada consulta... ¿comprendes?...
5) Aquí te dan la masa de la partícula = 10 gramos y la ley de la trayectoria x(t)= A sen wt que corresponde a un movimiento armónico simple( oscilatorio), sobre el eje x,
Ahora vos sabes que v(t) = x´(t) = Aw cos wt
Como te dan la velocidad( t) graficada, podes extraer de alli que;
w= 2pi/ T = 2pi / 1 s = 2 pi
Aw= 2 m/s .....................A = amplitud del movimiento= 2 / 2pi =1/ pi
b) E. C.
El movimiento oscilatorio aquí se da sin perdidas de energía mecánica, Luego hay un intercambio energético de la partícula tal que:
E.P. + E,C, = constante en cada punto de la trayectoria,
La máxima velocidad la tiene al pasar por el centro de oscilación ( instante 0.5 de la curva de que dan)0.05,,,,,,,,,,,, o sea. aqui toda la energia sera cinetica.....................................E.C.= 1/2 masa x velocidad maxima^2 = 0.50 x 0.010 x Vmax^2 = 0.5 x 0.010 x (-2)^2 = 0.02 Joules.
En 0.75 s. la velocidad es nula,,,, luego toda la energía sera potencial - corresponde a un extremo de la oscilación - y conicidira con la E.C. anteriior mente calculada..... o sea 0.02 Joules.
Energia mecanica total del sistema oscilante = 0.02 Joules.
6)
Aqui se trata de un sistema oscilante masa resorte de constante K = 10 N/m y masa= 2 Kg,
El sistema inicia movimiento desde extremo izquierdo ( -x) con una elongación inicial = - 0.05 m,
Centro en x= 0 ....................................Amplitud = 0.05 m..............w=(K/m)^1/2 = V5 ............
Periodo (s) = 2pi/w = 6.28 / V5 = 2.80 s
Luego la x(t) seria....x(t)= 0.05 sen (wt - pi/2) = 0.05 sen( V5 t - pi/2)
Velocidad (t)= 0.05 x V5 x cos ( V5 t - pi/2) = 0.11 cos ( V5 t - pi/2)
Aceleracion (t) = - 0.245 sen ( V5 t - pi/2)
Para hallar la velocidad en un punto situado a 0.02 del centro de oscilación... haces primero:
0.02 = 0.05 sen( V5 t - pi/2).......operas y tendrias que : ( V5 t - pi/2) = sen^-1 (0.02/0.05) = 0.411
Ahora t = (0.411 + 1.57) / V5 = 0.886 s ... este seria el tiempo en que desde el comienzo de la oscilación la masa llega a ocupar la posicion de 0.02 m.
Ahora si conoces este valor del tiempo podras responder a lo que te piden:
Modulo de la velocidad para x= 0.02 m .reemplazas en la fórmula de la velocidad x'(t) por t= 0.886 s y llegarías a que... = 0.11 cos ( V5 x0.886 - pi/2) = 0.10 m/s decreciendo.
- Si haces lo mismo con la x''(t) = aceleracion= para ese punto estarias llegando a
Aceleracion= - 0.245 sen ( V5 x 0.886 - pi/2) = - 0.098 m/s^2 frenante.
La fuerza recuperadora es maxima en los extremos... y la podes hallar en modulo como:
F= K (delta x max.) = 10 N/m x 0.05 m = 0.5 N.
La Energia mecanica del sistema = 1/2 K A^2 = 1/2 x 10 N/m x 0.05^2 m^2 = 0.0125 Joules.
Si necesitas algún gráfico o aclaración adicional pedila. Y no olvides calificar la respuesta.