Układ masa–sprężyna–tłumik opisuje równanie y″ + 0,4y′ + 4y = 0. Porównaj je z y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 i wyznacz współczynnik tłumienia ζ.
Równania różniczkowe: karta pracy z odpowiedziami
1.Łatwy
y″ + 0,4y′ + 4y = 0
ζ =
2.Łatwy
Układ masa–sprężyna–tłumik opisuje równanie y″ + 19,2y′ + 64y = 0. Porównaj je z y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 i wyznacz współczynnik tłumienia ζ.
y″ + 19,2y′ + 64y = 0
ζ =
3.Średni
Rozwiąż y″ + 2y′ + y = 0 z y(0) = 3 i y′(0) = 0. Wyznacz y(0,5).
y″ + 2y′ + y = 0y(0) = 3y′(0) = 0
y(0.5) =
4.Średni
Filiżankę kawy o temperaturze 88 °C zostawiono w pokoju o temperaturze 21 °C. Po 9 min jej temperatura wynosi 68 °C. Podlega ona prawu stygnięcia Newtona, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Wyznacz stałą k w min⁻¹.
T0 = 88 °CTa = 21 °CT(9) = 68 °C
k = min⁻¹
5.Trudny
Rozwiąż y″ + y′ + 25,25y = 0 z y(0) = 5 i y′(0) = 0 (start ze spoczynku). Wyznacz y(0,25); kąty w radianach.
y″ + y′ + 25,25y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(0.25) =
6.Trudny
Układ spełnia równanie y″ + 2y′ + 10y = 50 dla t ≥ 0, startując ze spoczynku: y(0) = 0, y′(0) = 0. Wyznacz wartość szczytową ymax jego odpowiedzi skokowej.
y″ + 2y′ + 10y = 50y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
Klucz odpowiedzi
- 1. ζ = 0,1
- 2. ζ = 1,2
- 3. y(0.5) = 2,729
- 4. k = 0,03939 min⁻¹
- 5. y(0.25) = 1,81
- 6. ymax = 6,755
Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.