Un sistema masa–resorte–amortiguador se describe con y″ + 30y′ + 100y = 0. Compáralo con y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 y halla el factor de amortiguamiento ζ.
Hoja de ejercicios de Ecuaciones diferenciales con soluciones
Un trazador radiactivo tiene un periodo de semidesintegración de 18 días. Una muestra contiene inicialmente 100 mg. La desintegración sigue dm/dt = −k·m. ¿Cuánto m queda al cabo de 11 días?
Resuelve y″ + 4y′ + 4y = 0 con y(0) = 3 e y′(0) = 2. Halla y(1).
Una taza de café a 85 °C se deja en una habitación a 23 °C. Al cabo de 12 min su temperatura es 44 °C. Sigue la ley de enfriamiento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). ¿Cuánto tiempo después del inicio, t, tarda en alcanzar 65 °C?
Resuelve el problema de valor inicial y′ + 3y/x = 6x para x > 0, con y(1) = −2. Halla y(2).
Un depósito contiene 1000 L de agua pura. Entra salmuera con 0,1 kg de sal por litro a 5 L/min, y la disolución bien mezclada sale al mismo caudal. ¿Cuánta sal m hay en el depósito al cabo de 70 min?
Soluciones
- 1. ζ = 1,5
- 2. m = 65,47 mg
- 3. y(1) = 1,489
- 4. t = 4,317 min
- 5. y(2) = 4,4
- 6. m = 29,53 kg
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