Un sistema masa–resorte–amortiguador se describe con y″ + 3y′ + 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″ + 3y′ + 25y = 0
ζ =
2.Fácil
Para la ecuación y″ + 7y′ + 10y = 0, halla la raíz r de la ecuación característica más cercana a cero. Determina con qué lentitud se extingue la solución.
y″ + 7y′ + 10y = 0
r =
3.Media
Resuelve y″ + 4y′ + 4y = 0 con y(0) = 2 e y′(0) = 0. Halla y(0,5).
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(0.5) =
4.Media
Resuelve y″ + 5y′ + 6y = 0 con y(0) = 2 e y′(0) = -4. Halla y(2).
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 2y′(0) = -4
y(2) =
5.Difícil
Un depósito contiene 500 L de agua en la que hay disueltos 5 kg de sal. Entra salmuera con 0,1 kg de sal por litro a 10 L/min, y la disolución bien mezclada sale al mismo caudal. ¿Cuánta sal m hay en el depósito al cabo de 95 min?
V = 500 Lm0 = 5 kgc = 0,1 kg/Lr = 10 L/min
m = kg
6.Difícil
Un sistema obedece y″ + 4y′ + 13y = 130 para t ≥ 0, partiendo del reposo: y(0) = 0, y′(0) = 0. Halla y(0,75); ángulos en radianes.
y″ + 4y′ + 13y = 130y(0) = 0y′(0) = 0
y(0.75) =
Soluciones
- 1. ζ = 0,3
- 2. r = −2
- 3. y(0.5) = 1,472
- 4. y(2) = 0,03663
- 5. m = 43,27 kg
- 6. y(0.75) = 10,24
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