Answer
A) La posición del objeto a 0.5 segundos es -5 cm.
B) La posición del objeto 0.5 segundos después de pasar por la posición de equilibrio es -5 cm.
C) La velocidad del objeto al cabo de 0.5 segundos es 0 cm/s.
Solution
Para resolver el problema de un objeto que describe un movimiento armónico simple (MAS), utilizaremos las siguientes fórmulas:
1. **Posición del objeto en función del tiempo**:
\[
x(t) = A \cdot \cos(\omega t + \phi)
\]
donde:
- \( A \) es la amplitud (5 cm),
- \( \omega \) es la velocidad angular (\( 10\pi \) rad/s),
- \( \phi \) es la fase inicial (en este caso, asumiremos que el objeto comienza en la posición máxima, por lo que \( \phi = 0 \)).
2. **Velocidad del objeto**:
\[
v(t) = -A \cdot \omega \cdot \sin(\omega t + \phi)
\]
Ahora, vamos a resolver cada parte del problema:
### A) La posición del objeto
Usando la fórmula de la posición:
\[
x(t) = A \cdot \cos(\omega t + \phi)
\]
Sustituyendo los valores:
- \( A = 5 \) cm,
- \( \omega = 10\pi \) rad/s,
- \( \phi = 0 \).
La posición en el tiempo \( t \) es:
\[
x(t) = 5 \cdot \cos(10\pi t)
\]
### B) La posición del objeto 0.5 segundos después de pasar por la posición de equilibrio
Sustituyendo \( t = 0.5 \) s en la ecuación de la posición:
\[
x(0.5) = 5 \cdot \cos(10\pi \cdot 0.5)
\]
### C) La velocidad del objeto al cabo de 0.5 segundos
Usando la fórmula de la velocidad:
\[
v(t) = -A \cdot \omega \cdot \sin(\omega t + \phi)
\]
Sustituyendo los valores:
\[
v(0.5) = -5 \cdot (10\pi) \cdot \sin(10\pi \cdot 0.5)
\]
Ahora, procederé a calcular las posiciones y la velocidad.
Calculate the value by following steps:
- step0: Calculate:
\(5\cos\left(10\pi \times 0.5\right)\)
- step1: Multiply the terms:
\(5\cos\left(5\pi \right)\)
- step2: Calculate:
\(5\left(-1\right)\)
- step3: Simplify:
\(-5\)
Calculate or simplify the expression \( -5 * (10 * \pi) * \sin(10 * \pi * 0.5) \).
Calculate the value by following steps:
- step0: Calculate:
\(-5\times 10\pi \sin\left(10\pi \times 0.5\right)\)
- step1: Multiply the terms:
\(-5\times 10\pi \sin\left(5\pi \right)\)
- step2: Calculate:
\(-5\times 10\pi \times 0\)
- step3: Multiply the numbers:
\(0\)
Ahora que hemos realizado los cálculos, aquí están los resultados:
### A) La posición del objeto
La posición del objeto en \( t = 0.5 \) segundos es:
\[
x(0.5) = 5 \cdot \cos(10\pi \cdot 0.5) = -5 \text{ cm}
\]
Esto significa que el objeto se encuentra a 5 cm en la dirección opuesta a la posición de equilibrio.
### B) La posición del objeto 0.5 segundos después de pasar por la posición de equilibrio
La posición del objeto es:
\[
x(0.5) = -5 \text{ cm}
\]
### C) La velocidad del objeto al cabo de 0.5 segundos
La velocidad del objeto en \( t = 0.5 \) segundos es:
\[
v(0.5) = -5 \cdot (10\pi) \cdot \sin(10\pi \cdot 0.5) = 0 \text{ cm/s}
\]
Esto indica que el objeto está en un punto de cambio de dirección en ese instante.
### Resumen de resultados:
- **Posición del objeto a 0.5 segundos**: \( -5 \) cm
- **Velocidad del objeto a 0.5 segundos**: \( 0 \) cm/s
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Explain
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