Układ masa–sprężyna–tłumik opisuje równanie y″ + 4,8y′ + 16y = 0. Porównaj je z y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 i wyznacz współczynnik tłumienia ζ.
Równania różniczkowe: karta pracy z odpowiedziami
1.Łatwy
y″ + 4,8y′ + 16y = 0
ζ =
2.Łatwy
Wielkość maleje zgodnie z dy/dt = −k·y, gdzie k > 0. W chwili t = 0 wynosi 80, a w chwili t = 8 h wynosi 32. Wyznacz stałą szybkości k w h⁻¹.
y(0) = 80y(8) = 32
k = h⁻¹
3.Średni
Odkuwkę stalową o temperaturze 420 °C zostawiono do ostygnięcia w warsztacie o temperaturze 25 °C. Po 12 min jej temperatura wynosi 301 °C. Podlega ona prawu stygnięcia Newtona, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Wyznacz stałą k w min⁻¹.
T0 = 420 °CTa = 25 °CT(12) = 301 °C
k = min⁻¹
4.Średni
Rozwiąż y″ + 7y′ + 12y = 0 z y(0) = 2 i y′(0) = -2. Wyznacz y(2).
y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 2y′(0) = -2
y(2) =
5.Trudny
Rozwiąż y″ + y′ + 16,25y = 0 z y(0) = 10 i y′(0) = 0 (start ze spoczynku). Wyznacz y(0,75); kąty w radianach.
y″ + y′ + 16,25y = 0y(0) = 10y′(0) = 0
y(0.75) =
6.Trudny
Rozwiąż y′ + y = 10e−3t z y(0) = 2. Wyznacz y(1,5).
y′ + y = 10e−3ty(0) = 2
y(1.5) =
Klucz odpowiedzi
- 1. ζ = 0,6
- 2. k = 0,1145 h⁻¹
- 3. k = 0,02987 min⁻¹
- 4. y(2) = 0,01353
- 5. y(0.75) = −6,683
- 6. y(1.5) = 1,506
Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.