Eine Bakterienkultur beginnt mit 500 Zellen und wächst nach dN/dt = k·N mit k = 0,24 h⁻¹. Nach wie vielen Stunden t sind es 2500 Zellen?
Arbeitsblatt Differentialgleichungen mit Lösungen
Ein Feder-Masse-Dämpfer-System wird durch y″ + 9,6y′ + 64y = 0 beschrieben. Vergleiche es mit y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 und bestimme den Dämpfungsgrad ζ.
Löse y″ + 4y′ + 3y = 0 mit y(0) = 5 und y′(0) = 4. Bestimme y(2).
Eine Getränkedose mit 4 °C wird aus dem Kühlschrank in einen Raum mit 24 °C gebracht. Nach 18 min beträgt die Temperatur 17 °C. Sie folgt dem Newtonschen Abkühlungsgesetz dT/dt = −k·(T − Tₐ). Bestimme die Konstante k in min⁻¹.
Löse das Anfangswertproblem y′ + y/x = 1 für x > 0 mit y(1) = 4. Bestimme y(2).
Ein System gehorcht y″ + 3y′ + 18,25y = 18,25 für t ≥ 0, ausgehend von der Ruhe: y(0) = 0, y′(0) = 0. Bestimme den Spitzenwert ymax seiner Sprungantwort.
Lösungsschlüssel
- 1. t = 6,706 h
- 2. ζ = 0,6
- 3. y(2) = 1,275
- 4. k = 0,05832 min⁻¹
- 5. y(2) = 2,75
- 6. ymax = 1,308
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