Un sistema masa–resorte–amortiguador se describe con y″ + 6,4y′ + 64y = 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″ + 6,4y′ + 64y = 0
ζ =
2.Fácil
Una magnitud crece según dy/dt = k·y con k > 0. Vale 120 en t = 0 y 240 en t = 3 h. Halla la constante de velocidad k en h⁻¹.
y(0) = 120y(3) = 240
k = h⁻¹
3.Media
Una lata de refresco a 5 °C se saca del frigorífico a una habitación a 27 °C. Al cabo de 8 min su temperatura es 15 °C. Sigue la ley de enfriamiento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). ¿Cuánto tiempo después del inicio, t, tarda en alcanzar 23 °C?
T0 = 5 °CTa = 27 °CT(8) = 15 °CT = 23 °C
t = min
4.Media
Resuelve y″ + 6y′ + 9y = 0 con y(0) = 5 e y′(0) = -2. Halla y(1,5).
y″ + 6y′ + 9y = 0y(0) = 5y′(0) = -2
y(1.5) =
5.Difícil
Resuelve el problema de valor inicial y′ + 2y/x = x para x > 0, con y(1) = −3. Halla y(2).
y′ + 2y/x = xy(1) = −3
y(2) =
6.Difícil
Resuelve el problema de valor inicial y′ + y/x = 3x2 para x > 0, con y(1) = 3. Halla y(2).
y′ + y/x = 3x2y(1) = 3
y(2) =
Soluciones
- 1. ζ = 0,4
- 2. k = 0,231 h⁻¹
- 3. t = 22,5 min
- 4. y(1.5) = 0,2722
- 5. y(2) = 0,1875
- 6. y(2) = 7,125
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