Un sistema masa–resorte–amortiguador se describe con y″ + 8,4y′ + 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″ + 8,4y′ + 36y = 0
ζ =
2.Fácil
Una magnitud decrece según dy/dt = −k·y con k > 0. Vale 120 en t = 0 y 42 en t = 3 h. Halla la constante de velocidad k en h⁻¹.
y(0) = 120y(3) = 42
k = h⁻¹
3.Media
Resuelve y″ + 8y′ + 16y = 0 con y(0) = 2 e y′(0) = 4. Halla y(1,5).
y″ + 8y′ + 16y = 0y(0) = 2y′(0) = 4
y(1.5) =
4.Media
Una lata de refresco a 6 °C se saca del frigorífico a una habitación a 23 °C. Sigue la ley de enfriamiento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Con k = 0,07 min⁻¹, halla su temperatura T al cabo de 15 min.
T0 = 6 °CTa = 23 °Ck = 0,07 min⁻¹t = 15 min
T = °C
5.Difícil
Un sistema obedece y″ + 3y′ + 18,25y = 182,5 para t ≥ 0, partiendo del reposo: y(0) = 0, y′(0) = 0. Halla y(0,75); ángulos en radianes.
y″ + 3y′ + 18,25y = 182,5y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.75) =
6.Difícil
Resuelve y′ + y = 10e−0,5t con y(0) = 2. Halla y(1).
y′ + y = 10e−0,5ty(0) = 2
y(1) =
Soluciones
- 1. ζ = 0,7
- 2. k = 0,3499 h⁻¹
- 3. y(1.5) = 0,04958
- 4. T = 17,05 °C
- 5. y(0.75) = 13,04
- 6. y(1) = 5,509
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