Eine Größe wächst nach dy/dt = k·y mit k > 0. Sie beträgt 250 bei t = 0 und 425 bei t = 12 h. Bestimme die Geschwindigkeitskonstante k in h⁻¹.
Arbeitsblatt Differentialgleichungen mit Lösungen
Ein Feder-Masse-Dämpfer-System wird durch y″ + 12y′ + 100y = 0 beschrieben. Vergleiche es mit y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 und bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Ein geschmiedetes Stahlteil mit 400 °C kühlt in einer Werkstatt mit 29 °C ab. Nach 41 min beträgt die Temperatur 101 °C. Sie folgt dem Newtonschen Abkühlungsgesetz dT/dt = −k·(T − Tₐ). Bestimme die Konstante k in min⁻¹.
Löse y″ + 6y′ + 8y = 0 mit y(0) = 2 und y′(0) = 6. Bestimme y(0,5).
Ein Behälter enthält 200 L Wasser, in dem 5 kg Salz gelöst sind. Salzlösung mit 0,25 kg Salz pro Liter fließt mit 20 L/min zu, und die gut durchmischte Lösung fließt mit derselben Rate ab. Wie viel Salz m ist nach 5 min im Behälter?
Ein Behälter enthält 500 L Wasser, in dem 20 kg Salz gelöst sind. Salzlösung mit 0,25 kg Salz pro Liter fließt mit 5 L/min zu, und die gut durchmischte Lösung fließt mit derselben Rate ab. Wie viel Salz m ist nach 50 min im Behälter?
Lösungsschlüssel
- 1. k = 0,04422 h⁻¹
- 2. ζ = 0,6
- 3. k = 0,03999 min⁻¹
- 4. y(0.5) = 1,898
- 5. m = 22,71 kg
- 6. m = 61,31 kg
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