Um sistema massa–mola–amortecedor é descrito por y″ + 2y′ + 4y = 0. Compare-o com y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 e encontre o coeficiente de amortecimento ζ.
Lista de exercícios de Equações diferenciais com respostas
1.Fácil
y″ + 2y′ + 4y = 0
ζ =
2.Fácil
Uma cultura de bactérias começa com 1000 células e cresce segundo dN/dt = k·N com k = 0,21 h⁻¹. Quantas células N existem após 20 h?
N0 = 1000k = 0,21 h⁻¹t = 20 h
N =
3.Média
Resolva y″ + 7y′ + 12y = 0 com y(0) = 5 e y′(0) = 4. Encontre y(1).
y″ + 7y′ + 12y = 0y(0) = 5y′(0) = 4
y(1) =
4.Média
Uma xícara de café a 80 °C é deixada em uma sala a 21 °C. Após 9 min sua temperatura é 47 °C. Ela segue a lei de resfriamento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Encontre a constante k em min⁻¹.
T0 = 80 °CTa = 21 °CT(9) = 47 °C
k = min⁻¹
5.Difícil
Um tanque contém 100 L de água na qual estão dissolvidos 20 kg de sal. Salmoura com 0,25 kg de sal por litro entra a 4 L/min, e a solução bem misturada sai na mesma vazão. Quanto sal m há no tanque após 50 min?
V = 100 Lm0 = 20 kgc = 0,25 kg/Lr = 4 L/min
m = kg
6.Difícil
Resolva y′ + 3y = 3e−2t com y(0) = 1. Encontre y(2).
y′ + 3y = 3e−2ty(0) = 1
y(2) =
Gabarito
- 1. ζ = 0,5
- 2. N = 66686
- 3. y(1) = 0,8469
- 4. k = 0,09105 min⁻¹
- 5. m = 24,32 kg
- 6. y(2) = 0,04999
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