Układ masa–sprężyna–tłumik opisuje równanie y″ + y′ + 25y = 0. Porównaj je z y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 i wyznacz współczynnik tłumienia ζ.
Równania różniczkowe: karta pracy z odpowiedziami
1.Łatwy
y″ + y′ + 25y = 0
ζ =
2.Łatwy
Dla równania y″ + 6y′ + 8y = 0 wyznacz pierwiastek r równania charakterystycznego, który leży najbliżej zera. Określa on, jak wolno zanika rozwiązanie.
y″ + 6y′ + 8y = 0
r =
3.Średni
Filiżankę kawy o temperaturze 94 °C zostawiono w pokoju o temperaturze 20 °C. Po 29 min jej temperatura wynosi 24 °C. Podlega ona prawu stygnięcia Newtona, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Po jakim czasie od początku, t, osiągnie 73 °C?
T0 = 94 °CTa = 20 °CT(29) = 24 °CT = 73 °C
t = min
4.Średni
Rozwiąż y″ + 8y′ + 16y = 0 z y(0) = 1 i y′(0) = 1. Wyznacz y(1,5).
y″ + 8y′ + 16y = 0y(0) = 1y′(0) = 1
y(1.5) =
5.Trudny
Rozwiąż zagadnienie początkowe y′ + y/x = 3 dla x > 0, z y(1) = 3. Wyznacz y(3).
y′ + y/x = 3y(1) = 3
y(3) =
6.Trudny
Układ spełnia równanie y″ + 4y′ + 8y = 16 dla t ≥ 0, startując ze spoczynku: y(0) = 0, y′(0) = 0. Wyznacz wartość szczytową ymax jego odpowiedzi skokowej.
y″ + 4y′ + 8y = 16y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
Klucz odpowiedzi
- 1. ζ = 0,1
- 2. r = −2
- 3. t = 3,317 min
- 4. y(1.5) = 0,02107
- 5. y(3) = 5
- 6. ymax = 2,086
Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.