Sistem jisim–spring–peredam diperihalkan oleh y″ + y′ + 25y = 0. Bandingkannya dengan y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 dan cari nisbah redaman ζ.
Lembaran kerja Persamaan pembezaan dengan jawapan
1.Mudah
y″ + y′ + 25y = 0
ζ =
2.Mudah
Satu kuantiti mereput mengikut dy/dt = −k·y dengan k > 0. Ia ialah 120 pada t = 0 dan 66 pada t = 9 j. Cari pemalar kadar k dalam j⁻¹.
y(0) = 120y(9) = 66
k = h⁻¹
3.Sederhana
Selesaikan y″ + 8y′ + 16y = 0 dengan y(0) = 2 dan y′(0) = 0. Cari y(2).
y″ + 8y′ + 16y = 0y(0) = 2y′(0) = 0
y(2) =
4.Sederhana
Secawan kopi pada 89 °C ditinggalkan di dalam bilik pada 18 °C. Selepas 21 min suhunya ialah 38 °C. Ia mengikut hukum penyejukan Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Cari pemalar k dalam min⁻¹.
T0 = 89 °CTa = 18 °CT(21) = 38 °C
k = min⁻¹
5.Sukar
Satu sistem mematuhi y″ + 4y′ + 13y = 65 untuk t ≥ 0, bermula dari pegun: y(0) = 0, y′(0) = 0. Cari nilai puncak ymax sambutan langkahnya.
y″ + 4y′ + 13y = 65y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
6.Sukar
Selesaikan y″ + 2y′ + 26y = 0 dengan y(0) = 5 dan y′(0) = 0 (dilepaskan dari pegun). Cari y(1.5); sudut dalam radian.
y″ + 2y′ + 26y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(1.5) =
Kunci jawapan
- 1. ζ = 0.1
- 2. k = 0.06643 h⁻¹
- 3. y(2) = 0.006038
- 4. k = 0.06033 min⁻¹
- 5. ymax = 5.616
- 6. y(1.5) = 0.596
Penyelesaian langkah demi langkah yang lengkap: berlatih topik ini di examproblems.com.