Moto armonico – esercizio 6

Per calcolare l'accelerazione della molla dobbiamo usare la legge oraria del moto

$a=-Rω^2sin(ωt)$

Il raggio R indica la distanza tra la massima compressione e la posizione di riposo, ed è uguale a $R=0,12 m$

Per la velocità angolare invece dobbiamo usare la formula della molla

$ω=\sqrt{\frac{k}{m}}=25,8 rad/s$

Per ricavare il tempo dobbiamo utilizzare l'informazione che il problema ci ha dato riguardo lo spostamento

 

 

RICAVARE IL TEMPO

Lo spostamento è uguale a metà della compressione massima (cioè la massima distanza dalla posizione di riposo).

$x=\frac{R}{2}=0,06 m$

Dalla legge oraria dello spostamento possiamo ricavare il tempo

$x=Rcos(ωt)$

$cos(ωt)=\frac{x}{R}=\frac{1}{2}$

Per calcolare il tempo dobbiamo applicare la funzione inversa del coseno

$ωt=arccos(\frac{1}{2})$

$t=\frac{1}{ω}arccos(\frac{1}{2})$

Sostituendo la pulsazione con quella che abbiamo ricavato precedentemente otteniamo

$t=0,04 s$

 

 

RISULTATO

Sostituendo il tempo ricavato nella formula dell'accelerazione otteniamo

$a=-0,12\cdot 25,8^2\cdot sin(25,8\cdot 0,04)$

$a=-68,6 m/s^2$

Il segno meno indica che dopo 0,04 secondi la molla sta accelerando verso la fase di compressione.