Систему «маса — пружина — демпфер» описує y″ + 5y′ + 100y = 0. Порівняйте її з y″ + 2ζωny′ + ωn²y = 0 і знайдіть коефіцієнт демпфування ζ.
Робочий аркуш «Диференціальні рівняння» з відповідями
1.Легка
y″ + 5y′ + 100y = 0
ζ =
2.Легка
Величина спадає за законом dy/dt = −k·y з k > 0. Вона дорівнює 250 при t = 0 і 188 при t = 4 h. Знайдіть константу швидкості k в h⁻¹.
y(0) = 250y(4) = 188
k = h⁻¹
3.Середня
Розв’яжіть y″ + 4y′ + 4y = 0 при y(0) = 5 і y′(0) = 0. Знайдіть y(0,5).
y″ + 4y′ + 4y = 0y(0) = 5y′(0) = 0
y(0.5) =
4.Середня
Розв’яжіть y″ + 2y′ + y = 0 при y(0) = 5 і y′(0) = 4. Знайдіть y(1).
y″ + 2y′ + y = 0y(0) = 5y′(0) = 4
y(1) =
5.Складна
Бак містить 200 L чистої води. Розсіл із 0,05 kg солі на літр надходить зі швидкістю 10 L/min, а добре перемішаний розчин витікає з тією самою швидкістю. Через скільки хвилин t бак міститиме 4 kg солі?
V = 200 Lm0 = 0 kgc = 0,05 kg/Lr = 10 L/min
t = min
6.Складна
Система підпорядковується y″ + 2y′ + 5y = 10 для t ≥ 0, починаючи зі стану спокою: y(0) = 0, y′(0) = 0. Знайдіть пікове значення ymax її відгуку на одиничний стрибок.
y″ + 2y′ + 5y = 10y(0) = 0y′(0) = 0
ymax =
Ключ відповідей
- 1. ζ = 0,25
- 2. k = 0,07125 h⁻¹
- 3. y(0.5) = 3,679
- 4. y(1) = 5,15
- 5. t = 10,22 min
- 6. ymax = 2,416
Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.