Un sistema masa–resorte–amortiguador se describe con y″ + y′ + 25y = 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″ + y′ + 25y = 0
ζ =
2.Fácil
Una magnitud decrece según dy/dt = −k·y con k > 0. Vale 400 en t = 0 y 120 en t = 11 h. Halla la constante de velocidad k en h⁻¹.
y(0) = 400y(11) = 120
k = h⁻¹
3.Media
Una lata de refresco a 4 °C se saca del frigorífico a una habitación a 30 °C. Al cabo de 15 min su temperatura es 18 °C. Sigue la ley de enfriamiento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Halla la constante k en min⁻¹.
T0 = 4 °CTa = 30 °CT(15) = 18 °C
k = min⁻¹
4.Media
Resuelve y″ + 8y′ + 16y = 0 con y(0) = 3 e y′(0) = 0. Halla y(0,5).
y″ + 8y′ + 16y = 0y(0) = 3y′(0) = 0
y(0.5) =
5.Difícil
Resuelve y″ + 2y′ + 26y = 0 con y(0) = 5 e y′(0) = 0 (soltado desde el reposo). Halla y(0,75); ángulos en radianes.
y″ + 2y′ + 26y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(0.75) =
6.Difícil
Resuelve y″ + 2y′ + 10y = 0 con y(0) = 2 e y′(0) = 0 (soltado desde el reposo). Halla y(0,5); ángulos en radianes.
y″ + 2y′ + 10y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(0.5) =
Soluciones
- 1. ζ = 0,1
- 2. k = 0,1095 h⁻¹
- 3. k = 0,05155 min⁻¹
- 4. y(0.5) = 1,218
- 5. y(0.75) = −2,208
- 6. y(0.5) = 0,4891
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