Bestimme für die Gleichung y″ + 10y′ + 24y = 0 die Wurzel r der charakteristischen Gleichung, die am nächsten bei null liegt. Sie bestimmt, wie langsam die Lösung abklingt.
Arbeitsblatt Differentialgleichungen mit Lösungen
1.Leicht
y″ + 10y′ + 24y = 0
r =
2.Leicht
Ein Feder-Masse-Dämpfer-System wird durch y″ + 2,4y′ + 9y = 0 beschrieben. Vergleiche es mit y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 und bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
y″ + 2,4y′ + 9y = 0
ζ =
3.Mittel
Löse y″ + 7y′ + 12y = 0 mit y(0) = 4 und y′(0) = 2. Bestimme y(2).
y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 4y′(0) = 2
y(2) =
4.Mittel
Ein geschmiedetes Stahlteil mit 320 °C kühlt in einer Werkstatt mit 21 °C ab. Sie folgt dem Newtonschen Abkühlungsgesetz dT/dt = −k·(T − Tₐ). Bestimme mit k = 0,02 min⁻¹ die Temperatur T nach 47 min.
T0 = 320 °CTa = 21 °Ck = 0,02 min⁻¹t = 47 min
T = °C
5.Schwer
Löse y″ + 2y′ + 26y = 0 mit y(0) = 1 und y′(0) = 0 (aus der Ruhe losgelassen). Bestimme y(0,25); Winkel im Bogenmaß.
y″ + 2y′ + 26y = 0y(0) = 1y′(0) = 0
y(0.25) =
6.Schwer
Löse y″ + 3y′ + 6,25y = 0 mit y(0) = 5 und y′(0) = 0 (aus der Ruhe losgelassen). Bestimme y(0,5); Winkel im Bogenmaß.
y″ + 3y′ + 6,25y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(0.5) =
Lösungsschlüssel
- 1. r = −4
- 2. ζ = 0,4
- 3. y(2) = 0,03992
- 4. T = 137,8 °C
- 5. y(0.25) = 0,3934
- 6. y(0.5) = 2,767
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