Ein radioaktiver Tracer hat eine Halbwertszeit von 24 Tagen. Eine Probe enthält anfangs 50 mg. Der Zerfall folgt dm/dt = −k·m. Wie viel m ist nach 52 Tagen noch übrig?
Arbeitsblatt Differentialgleichungen mit Lösungen
1.Leicht
m0 = 50 mgt½ = 24 dt = 52 d
m = mg
2.Leicht
Ein Feder-Masse-Dämpfer-System wird durch y″ + 4,8y′ + 64y = 0 beschrieben. Vergleiche es mit y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 und bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
y″ + 4,8y′ + 64y = 0
ζ =
3.Mittel
Eine Tasse Kaffee mit 81 °C steht in einem Raum mit 20 °C. Nach 11 min beträgt die Temperatur 64 °C. Sie folgt dem Newtonschen Abkühlungsgesetz dT/dt = −k·(T − Tₐ). Bestimme die Konstante k in min⁻¹.
T0 = 81 °CTa = 20 °CT(11) = 64 °C
k = min⁻¹
4.Mittel
Löse y″ + 6y′ + 9y = 0 mit y(0) = 2 und y′(0) = 1. Bestimme y(1,5).
y″ + 6y′ + 9y = 0y(0) = 2y′(0) = 1
y(1.5) =
5.Schwer
Löse das Anfangswertproblem y′ + 2y/x = 6 für x > 0 mit y(1) = 0. Bestimme y(2).
y′ + 2y/x = 6y(1) = 0
y(2) =
6.Schwer
Löse y′ + 2y = 5e−0,5t mit y(0) = 2. Bestimme y(0,5).
y′ + 2y = 5e−0,5ty(0) = 2
y(0.5) =
Lösungsschlüssel
- 1. m = 11,14 mg
- 2. ζ = 0,3
- 3. k = 0,0297 min⁻¹
- 4. y(1.5) = 0,1389
- 5. y(2) = 3,5
- 6. y(0.5) = 2,105
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