Ein Feder-Masse-Dämpfer-System wird durch y″ + 10y′ + 100y = 0 beschrieben. Vergleiche es mit y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 und bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Arbeitsblatt Differentialgleichungen mit Lösungen
Ein Feder-Masse-Dämpfer-System wird durch y″ + 6y′ + 100y = 0 beschrieben. Vergleiche es mit y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 und bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Löse y″ + 8y′ + 16y = 0 mit y(0) = 2 und y′(0) = -1. Bestimme y(2).
Eine Tasse Kaffee mit 81 °C steht in einem Raum mit 19 °C. Nach 13 min beträgt die Temperatur 41 °C. Sie folgt dem Newtonschen Abkühlungsgesetz dT/dt = −k·(T − Tₐ). Wie lange nach dem Start, t, dauert es, bis 26 °C erreicht sind?
Ein Behälter enthält 100 L reines Wasser. Salzlösung mit 0,1 kg Salz pro Liter fließt mit 4 L/min zu, und die gut durchmischte Lösung fließt mit derselben Rate ab. Nach wie vielen Minuten t enthält der Behälter 4 kg Salz?
Löse y″ + 3y′ + 6,25y = 0 mit y(0) = 2 und y′(0) = 0 (aus der Ruhe losgelassen). Bestimme y(0,25); Winkel im Bogenmaß.
Lösungsschlüssel
- 1. ζ = 0,5
- 2. ζ = 0,3
- 3. y(2) = 0,005367
- 4. t = 27,37 min
- 5. t = 12,77 min
- 6. y(0.25) = 1,701
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