In un moto armonico sappiamo che:
{$s = A cos(\omega t)$
{$v = -A\omega sin(\omega t)$
{$a = -A \omega^2 cos(\omega) t$
Mettendo tutto a sistema abbiamo dunque che (per comodità di scrittura ometto le unità di misura):
{$0.1 = A cos(\omega t)$
{$-13.6 = -A\omega sin(\omega t)$
{$-123 = -A \omega^2 cos(\omega) t$
Dalla prima ricavo l'ampiezza e la sostituisco nelle altre:
{$ A = \frac{0.1}{cos\omega t}$
{$-13.6 = - \frac{0.1}{cos\omega t} \omega sin(\omega t)$
{$-123 = -\frac{0.1}{cos\omega t} \omega^2 cos(\omega t) = -0.1 \omega^2$
Dalla terza ricaviamo $\omega$ e sostituisco. Nota che nella seconda possiamo scrivere tangente:
{$ A = \frac{0.1}{cos(35.1t)}$
{$-13.6 = - 0.1 tan(35.1 t) * 35.1 $
{$ \omega = \sqrt{\frac{-123}{-0.1}} = 35.1 rad/s$
Dalla seconda ricaviamo che:
$ tan(35.1 t) = 6.1$
$ 35.1 t = arctan(6.1) = 80.7$
$ t = 2.3 s$
e dunque
$ A= \frac{0.1}{cos(35.1*2.3)} = 0.62 m$
La frequenza è:
$ f = \frac{\omega }{2\pi} = 5.6 Hz$
e infine sapendo che:
$ \omega = \sqrt{\frac{k}{m}}$
ricaviamo la massa:
$ m = (\frac{2\pi}{\omega})^2 \cdot k = 12.8 kg$
Noemi