Un sistema masa–resorte–amortiguador se describe con y″ + 4,8y′ + 36y = 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″ + 4,8y′ + 36y = 0
ζ =
2.Fácil
Un trazador radiactivo tiene un periodo de semidesintegración de 14 días. Una muestra contiene inicialmente 200 mg. La desintegración sigue dm/dt = −k·m. ¿Cuánto m queda al cabo de 4 días?
m0 = 200 mgt½ = 14 dt = 4 d
m = mg
3.Media
Una pieza de acero forjado a 480 °C se deja enfriar en un taller a 21 °C. Al cabo de 35 min su temperatura es 134 °C. Sigue la ley de enfriamiento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Halla la constante k en min⁻¹.
T0 = 480 °CTa = 21 °CT(35) = 134 °C
k = min⁻¹
4.Media
Resuelve y″ + 7y′ + 12y = 0 con y(0) = 2 e y′(0) = -4. Halla y(0,5).
y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 2y′(0) = -4
y(0.5) =
5.Difícil
Resuelve el problema de valor inicial y′ + 3y/x = 5 para x > 0, con y(1) = −1. Halla y(2).
y′ + 3y/x = 5y(1) = −1
y(2) =
6.Difícil
Resuelve y′ + 0,5y = 4e−2t con y(0) = 2. Halla y(0,5).
y′ + 0,5y = 4e−2ty(0) = 2
y(0.5) =
Soluciones
- 1. ζ = 0,4
- 2. m = 164,1 mg
- 3. k = 0,04005 min⁻¹
- 4. y(0.5) = 0,6219
- 5. y(2) = 2,219
- 6. y(0.5) = 2,653
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