Um sistema massa–mola–amortecedor é descrito por y″ + 14y′ + 100y = 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″ + 14y′ + 100y = 0
ζ =
2.Fácil
Uma cultura de bactérias começa com 500 células e cresce segundo dN/dt = k·N com k = 0,36 h⁻¹. Quantas células N existem após 4 h?
N0 = 500k = 0,36 h⁻¹t = 4 h
N =
3.Média
Resolva y″ + 5y′ + 6y = 0 com y(0) = 5 e y′(0) = -2. Encontre y(1,5).
y″ + 5y′ + 6y = 0y(0) = 5y′(0) = -2
y(1.5) =
4.Média
Uma lata de refrigerante a 5 °C é tirada da geladeira e levada para uma sala a 22 °C. Ela segue a lei de resfriamento de Newton, dT/dt = −k·(T − Tₐ). Com k = 0,09 min⁻¹, encontre a sua temperatura T após 8 min.
T0 = 5 °CTa = 22 °Ck = 0,09 min⁻¹t = 8 min
T = °C
5.Difícil
Resolva o problema de valor inicial y′ + 2y/x = 3x para x > 0, com y(1) = −1. Encontre y(3).
y′ + 2y/x = 3xy(1) = −1
y(3) =
6.Difícil
Um sistema obedece a y″ + y′ + 4,25y = 21,25 para t ≥ 0, partindo do repouso: y(0) = 0, y′(0) = 0. Encontre o valor de pico ymax da sua resposta ao degrau.
y″ + y′ + 4,25y = 21,25y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
Gabarito
- 1. ζ = 0,7
- 2. N = 2110
- 3. y(1.5) = 0,5584
- 4. T = 13,73 °C
- 5. y(3) = 6,556
- 6. ymax = 7,28
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