Aqui está uma quebra de por que a velocidade de uma massa presa a uma mola é máxima na posição média e zero nas posições extremas:

Entendendo o movimento harmônico simples (SHM) de uma mola

* energia potencial: Quando a massa está em suas posições extremas (mais distante da posição de equilíbrio/média), toda a sua energia é armazenada como energia potencial. A mola é esticada ou compactada em sua extensão máxima, e essa energia armazenada está esperando para ser liberada.
* energia cinética: À medida que a massa começa a se mover em direção à posição média, a energia potencial armazenada na mola é convertida em energia cinética. A massa ganha velocidade à medida que se aproxima da posição média.
* Conservação de energia: A energia mecânica total do sistema (potencial + cinética) permanece constante. Isso significa que, à medida que a massa se move em direção à posição média, a energia potencial diminui e a energia cinética aumenta.

Por que a velocidade é máxima na posição média

* zero energia potencial: Na posição média, a mola não é esticada nem comprimida. Isso significa que não há energia potencial armazenada na primavera.
* energia cinética máxima: Como toda a energia potencial foi convertida em energia cinética, a massa tem sua velocidade máxima na posição média.

Por que a velocidade é zero nas posições extremas

* energia potencial máxima: Nas posições extremas, toda a energia está na forma de energia potencial. A mola é totalmente esticada ou compactada e a massa é momentaneamente estacionária.
* zero energia cinética: Como não há energia cinética, a massa tem uma velocidade zero nas posições extremas.

Visualizando

Imagine um pêndulo oscilante. Nos pontos mais altos de seu balanço (posições extremas), ele para momentaneamente. Isso é semelhante à massa anexada a uma mola. Na posição média, o pêndulo tem sua velocidade máxima. Isso é análogo à massa presa a uma mola com sua velocidade máxima na posição média.

Ponto de chave: A velocidade da massa ligada à mola muda continuamente, pois oscila entre as posições médias e extremas. É importante entender que a massa não salta de repente da velocidade zero para a velocidade máxima. É uma mudança gradual, acelerando à medida que se move em direção à posição média e desacelerando à medida que se move em direção às posições extremas.