Amplituda, czyli maksymalne wychylenie z położenia równowagi wynosi:
Okres, czyli czas w jakim ciało wykona jedno, pełne drgnięcie wynosi:
Częstotliwość jest odwrotnością okresu drgań:
Zatem:
Wiemy, że częstotliwość z jaką machają muchy skrzydłami wynosi:
Zatem okres jednego pełnego drgnięcia będzie wynosił:
Ponieważ my pytamy o czas w jakim skrzydła przemieszczą się od dolnego skrajnego wychylenia do górnego skrajnego wychylenia to zauważmy, że czas ten odpowiada połowie okresu drgań, czyli:
Podstawiamy dane liczbowe do wzoru:
Dane:
Przeanalizujmy ruch ciała na sprężynie w ciągu jednego okresu zakładając, że początkowo znajduje się w położeniu równowagi:
1) najpierw ciało z położenia równowagi przemieszcza się do jednego ze skrajnych wychyleń pokonując wówczas drogę odpowiadającą jednej amplitudzie,
2) następnie od tego skrajnego wychylenia wraca do położenia równowagi ponownie pokonując drogę odpowiadającą jednej amplitudzie,
3) kolejno z położenia równowagi wychyla się do drugiego skrajnego położenia kolejny raz pokonując drogę odpowiadającą jednej amplitudzie,
4) na końcu ciało wraca do położenia równowagi po raz ostatni w cyklu pokonując drogę odpowiadającą jednej amplitudzie.
Oznacza to, że w czasie jednego okresu dowolne ciało zawieszone na sprężynie pokonuje czterokrotnie drogę odpowiadającą amplitudzie:
gdzie:
- droga przebyta przez ciało na sprężynie,
- amplituda.
Dla naszej kulki otrzymujemy, że w czasie jednego pełnego okresu przemieszcza się ona cztery razy pomiędzy punktem równowagi, a skrajnym wychyleniem. Zatem droga przebyta przez kulkę wynosi:
Czas między dwoma skrajnymi położeniami odpowiada połowie okresu drgań, czyli:
Po zmniejszeniu się amplitudy zmieni się prędkość z jaką drga ciężarek, ale okres pozostanie stały. Zatem i częstotliwość nie zmieni się:
Wartość prędkości obliczamy jako stosunek przebytej drogi do czasu, w którym została ona przebyta. Wobec tego wartość prędkości chwilowej ciężarka przechodzącego przez położenie równowagi możemy obliczyć ze wzoru:
gdzie jest to różnica wychyleń w czasie .
Z wykresu wybieramy przedział czasów i wyznaczamy dla nich położenia:
Wówczas:
Zatem wartość prędkości ciężarka wynosi:
Podstawiamy dane liczbowe do wzoru: