ある量が k > 0 として dy/dt = k·y に従って増加します。t = 0 で 250、t = 11 h で 825 です。 速度定数 k を h⁻¹ で求めなさい。
解答つき微分方程式ワークシート
1.やさしい
y(0) = 250y(11) = 825
k = h⁻¹
2.やさしい
ばね・質量・ダンパ系が y″ + 4.2y′ + 9y = 0 で表されます。y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 と比べて、減衰比 ζ を求めなさい。
y″ + 4.2y′ + 9y = 0
ζ =
3.ふつう
5 °C の缶ジュースを冷蔵庫から 30 °C の部屋に出します。 17 分後の温度は 17 °C です。 温度はニュートンの冷却法則 dT/dt = −k·(T − Tₐ) に従います。 定数 k を min⁻¹ で求めなさい。
T0 = 5 °CTa = 30 °CT(17) = 17 °C
k = min⁻¹
4.ふつう
y(0) = 4、y′(0) = 4 として y″ + 8y′ + 15y = 0 を解きなさい。y(1) を求めなさい。
y″ + 8y′ + 15y = 0y(0) = 4y′(0) = 4
y(1) =
5.むずかしい
y(0) = 3、y′(0) = 0(静止状態から放す)として y″ + 3y′ + 18.25y = 0 を解きなさい。y(1.5) を求めなさい。角度はラジアンとします。
y″ + 3y′ + 18.25y = 0y(0) = 3y′(0) = 0
y(1.5) =
6.むずかしい
y(0) = 2、y′(0) = 0(静止状態から放す)として y″ + 3y′ + 18.25y = 0 を解きなさい。y(0.75) を求めなさい。角度はラジアンとします。
y″ + 3y′ + 18.25y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(0.75) =
解答
- 1. k = 0.1085 h⁻¹
- 2. ζ = 0.7
- 3. k = 0.03847 min⁻¹
- 4. y(1) = 0.5435
- 5. y(1.5) = 0.2705
- 6. y(0.75) = −0.6084
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