Un sistema masa–resorte–amortiguador se describe con y″ + 6y′ + 4y = 0. Compáralo con y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 y halla el factor de amortiguamiento ζ.
Hoja de ejercicios de Ecuaciones diferenciales con soluciones
1.Fácil
y″ + 6y′ + 4y = 0
ζ =
2.Fácil
Para la ecuación y″ + 6y′ + 8y = 0, halla la raíz r de la ecuación característica más cercana a cero. Determina con qué lentitud se extingue la solución.
y″ + 6y′ + 8y = 0
r =
3.Media
Una lata de refresco a 3 °C se saca del frigorífico a una habitación a 26 °C. Al cabo de 15 min su temperatura es 21 °C. Sigue la ley de enfriamiento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Halla la constante k en min⁻¹.
T0 = 3 °CTa = 26 °CT(15) = 21 °C
k = min⁻¹
4.Media
Resuelve y″ + 4y′ + 4y = 0 con y(0) = 1 e y′(0) = 0. Halla y(1,5).
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 1y′(0) = 0
y(1.5) =
5.Difícil
Resuelve el problema de valor inicial y′ + 3y/x = 4x para x > 0, con y(1) = −3. Halla y(2).
y′ + 3y/x = 4xy(1) = −3
y(2) =
6.Difícil
Resuelve y″ + 2y′ + 17y = 0 con y(0) = 1 e y′(0) = 0 (soltado desde el reposo). Halla y(1,5); ángulos en radianes.
y″ + 2y′ + 17y = 0y(0) = 1y′(0) = 0
y(1.5) =
Soluciones
- 1. ζ = 1,5
- 2. r = −2
- 3. k = 0,1017 min⁻¹
- 4. y(1.5) = 0,1991
- 5. y(2) = 2,725
- 6. y(1.5) = 0,1987
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