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2계 미분방정식의 활용(진동)

먼저 혼자 풀어 보고, 풀이로 확인한 다음, 아래 「한 번 더」 문제로 이어서 연습하세요.

OpenStax 3권 · 7.3절 · 10번대학 수준우리말 번역

질량이 1 kg인 물체가 용수철을 61.25 cm 늘인다. 용수철-질량 계의 저항은 물체의 순간 속도의 8배와 같다.

a. 물체를 평형 위치 아래 5 m인 지점에서 위쪽 방향으로 10 m/sec의 속도로 놓았을 때, 운동 방정식을 구하세요. b. 이 운동이 과감쇠, 임계감쇠, 부족감쇠 중 어느 것인지 판단하세요.

영어 원문 보기

A 1-kg mass stretches a spring 61.25 cm. The resistance in the spring-mass system is equal to eight times the instantaneous velocity of the mass.

a. Find the equation of motion if the mass is released from a position 5 m below its equilibrium position with an upward velocity of 10 m/sec. b. Determine whether the motion is overdamped, critically damped, or underdamped.

정답·풀이 보기

a. x(t)=e−4t(−5cos⁡11.866t−0.834sin⁡11.866t)x(t)={e}^{-4t}(-5\cos 11.866t - 0.834\sin 11.866t) b. 부족감쇠

원본 교재 풀이(영어)

a. x(t)=e−4t(−5cos⁡11.866t−0.834sin⁡11.866t)x(t)={e}^{-4t}(-5\cos 11.866t - 0.834\sin 11.866t) b. underdamped

한 번 더 — 비슷한 문제OpenStax 3권 · 7.3절 · 8번우리말 번역

무게가 800-lb(25 슬러그)인 물체가 용수철 상수가 226 lb/ft인 수직 용수철에 매달려 있다. 이 계는 물체의 순간 속도의 10배와 같은 감쇠력을 주는 매질 속에 잠겨 있다.

a. 물체를 평형 위치보다 20 ft 아래의 위치에서 아래쪽으로 41 ft/sec의 속도로 놓았을 때, 운동 방정식을 구하세요. b. 해의 그래프를 그리고, 그 운동이 과감쇠인지, 임계감쇠인지, 부족감쇠인지 판단하세요.

다 풀었으면 정답 확인

a. x(t)=e−t/5(20cos⁡(3t)+15sin⁡(3t))x(t)={e}^{-t/5}(20\cos (3t)+15\sin (3t)) b. 부족감쇠

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OpenStax Calculus Volume 3 CC BY-NC-SA 4.0우리말 번역: 빌드라인 스쿨 — AI 번역·자동 검토(원문과 같은 조건)

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