Analise o gráfico abaixo.
O gráfico acima representa a posição de uma partícula que realiza um (Movimento Harmônico Simples), em função do tempo . A equação que relaciona a velocidade , em , da partícula com a sua posição é
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Do gráfico temos que $T=4s$, $A=2cm$, com isso temos que $w=\frac{\pi}{2}rad/s$.
Equação do MHS:
$$x=A.cos(wt+\phi)=2.cos(\frac{\pi}{2}t+\phi)$$
Para $t=2s$:
$$0=cos(\pi+\phi)$$
$$\pi+\phi=\frac{\pi}{2}+k\pi$$
Como qualquer valor de k satisfaz a equação, dentro dos naturais, peguemos o menorvalor $k=0$.
$$\phi=-\frac{\pi}{2}$$
$$x=2.cos(\frac{\pi}{2}t-\frac{\pi}{2})$$
Derivando x em relação ao tempo para achar a velocidade:
$$v=2.(\frac{\pi}{2})(-sen(\frac{\pi}{2}t-\frac{\pi}{2})$$
Elevando x e v ao quadrado e usando a relação fundamental da trigonometria:
$$\frac{x²}{4}+\frac{v²}{\pi²}=1$$
$$v²=\pi²(1-\frac{x²}{4})$$