ばね・質量・ダンパ系が y″ + 7y′ + 25y = 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。
解答つき微分方程式ワークシート
1.やさしい
y″ + 7y′ + 25y = 0
ζ =
2.やさしい
ばね・質量・ダンパ系が y″ + 4.8y′ + 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″ + 4.8y′ + 9y = 0
ζ =
3.ふつう
82 °C のコーヒーを 18 °C の部屋に置いておきます。 温度はニュートンの冷却法則 dT/dt = −k·(T − Tₐ) に従います。 k = 0.07 min⁻¹ として、25 分後の温度 T を求めなさい。
T0 = 82 °CTa = 18 °Ck = 0.07 min⁻¹t = 25 min
T = °C
4.ふつう
y(0) = 1、y′(0) = 4 として y″ + 6y′ + 8y = 0 を解きなさい。y(2) を求めなさい。
y″ + 6y′ + 8y = 0y(0) = 1y′(0) = 4
y(2) =
5.むずかしい
タンクに純水が 100 L 入っています。 1 L あたり 0.2 kg の塩を含む塩水が 5 L/min で流入し、よく混ざった溶液が同じ流量で流出します。 タンク内の塩が 6 kg になるのは何分後 t ですか?
V = 100 Lm0 = 0 kgc = 0.2 kg/Lr = 5 L/min
t = min
6.むずかしい
y(0) = 5、y′(0) = 0(静止状態から放す)として y″ + 4y′ + 8y = 0 を解きなさい。y(1) を求めなさい。角度はラジアンとします。
y″ + 4y′ + 8y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(1) =
解答
- 1. ζ = 0.7
- 2. ζ = 0.8
- 3. T = 29.12 °C
- 4. y(2) = 0.07226
- 5. t = 7.133 min
- 6. y(1) = 0.3337
ステップごとの詳しい解答:このトピックは examproblems.com で練習できます。