Question
Um engenheiro está projetando um sistema de controle de temperatura para uma camara de restriamento. O comportamento da temperatura y(t) ao longo do tempo té modelado pela equação diferencial: (dy)/(dt)-4y=8 com a condição inicial y(0)=-1 engenheiro precisa prever a temperatura dentro da camara após alguns minutos para ajustar o sistema de resfriamento adequadamente. Com base nesse modelo, determine o valor da temperatura y(t) após 2 minutos. 2.207 .392 154,795 373,187 262,991 2.978,958
Solution
4
(182 Votos)
Idalina
Mestre · Tutor por 5 anos
Resposta
Para resolver a equação diferencial dada, podemos usar o método da resposta de Laplace. Primeiro, vamos encontrar a transformada de Laplace da função
, denotada por
.A equação diferencial dada é:
Tomando a transformada de Laplace em ambos os lados da equação, temos:
Substituindo a condição inicial
, temos:
Simplificando a expressão, temos:
Reorganizando os termos, temos:
Isolando
, temos:
Agora, podemos encontrar a função
invertendo a transformada de Laplace de
.A transformada de Laplace de
é
, e a transformada de Laplace de
é
. Portanto, podemos usar a propriedade da transformada de Laplace de
para encontrar
.
Usando a propriedade da transformada de Laplace de
, temos:
Agora, podemos substituir
para encontrar o valor da temperatura após 2 minutos:
Portanto, o valor da temperatura
após 2 minutos é aproximadamente 16,333.