Bepaal voor de vergelijking y″ + 5y′ + 4y = 0 de wortel r van de karakteristieke vergelijking die het dichtst bij nul ligt. Die bepaalt hoe langzaam de oplossing uitdooft.
Werkblad Differentiaalvergelijkingen met antwoorden
1.Makkelijk
y″ + 5y′ + 4y = 0
r =
2.Makkelijk
Een massa–veer–demper wordt beschreven door y″ + 14y′ + 100y = 0. Vergelijk met y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 en bepaal de dempingsfactor ζ.
y″ + 14y′ + 100y = 0
ζ =
3.Gemiddeld
Een gesmeed stalen onderdeel van 500 °C koelt af in een werkplaats van 25 °C. Na 41 min is de temperatuur 117 °C. Het volgt de afkoelingswet van Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Bereken de constante k in min⁻¹.
T0 = 500 °CTa = 25 °CT(41) = 117 °C
k = min⁻¹
4.Gemiddeld
Los y″ + 5y′ + 4y = 0 op met y(0) = 4 en y′(0) = 6. Bepaal y(1,5).
y″ + 5y′ + 4y = 0y(0) = 4y′(0) = 6
y(1.5) =
5.Moeilijk
Een systeem voldoet voor t ≥ 0 aan y″ + 3y′ + 18,25y = 182,5, startend uit rust: y(0) = 0, y′(0) = 0. Bepaal de piekwaarde ymax van zijn staprespons.
y″ + 3y′ + 18,25y = 182,5y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
6.Moeilijk
Los y′ + 3y = 10e−0,5t op met y(0) = 3. Bereken y(1,5).
y′ + 3y = 10e−0,5ty(0) = 3
y(1.5) =
Antwoordenblad
- 1. r = −1
- 2. ζ = 0,7
- 3. k = 0,04004 min⁻¹
- 4. y(1.5) = 1,628
- 5. ymax = 13,08
- 6. y(1.5) = 1,878
Volledige stapsgewijze oplossingen: oefen dit onderwerp op examproblems.com.