Ecuaciones diferenciales aplicadas al péndulo con masa dependiente del tiempo

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.35819/remat2021v7i1id4164

Palabras clave:

Amortiguación, Ecuación de Bessel, Sustitución de variables

Resumen

Las ecuaciones diferenciales son uno de los contenidos que se aplican en varias áreas. En física, una de las aplicaciones es el péndulo simple que tiene una oscilación independiente de la masa, cuando es constante. Sin embargo, cuando la masa no es constante, la variación lineal del momento debe reescribirse. En este trabajo, se proponen dos tipos de masa variable, como una función exponencial y en términos de las potencias de la variable de tiempo. En casos de ganancia de masa en la variación exponencial, hay una amortiguación que se muestra en los gráficos de sus soluciones. Cuando la masa se escribe en términos de potencias, después de la sustitución de variables, el problema se modela mediante la ecuación de Bessel, que tiene un orden que depende de la potencia utilizada en la función de masa. Los gráficos muestran que hay una amortiguación con la variación en la masa y los problemas analizados se muestran como aplicaciones que enriquecen el campo de aplicaciones de ecuaciones diferenciales.

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Referencias

AGUIAR, V.; GUEDES, I. Osciladores harmônicos amortecidos dependentes do tempo. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v. 35, n. 4, p. 1-9, out./dez. 2013. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S1806-11172013000400011.

BOYCE, William; DIPRIMA, Richard. Equações Diferenciais Elementares e Problemas de Valores de Contorno. 8. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006.

Caccamo, M. T.; Magazù, S. Variable mass pendulum behaviour processed by wavelet analysis. European Journal of Physics. v. 38, n. 1, p. 1-9, 30 nov. 2016. DOI: https://doi.org/10.1088/0143-0807/38/1/015804.

ÇENGEL, Yunus; PALM III, William. Equações Diferenciais. 1. ed. Nova Iorque: MCGRAW HILL, 2014.

CORREA, Eberth; ORTIZ, J. S. Espinoza; VALÉRIO, Mauro; DUTRA, Jomhara. Oscilador harmônico com massa variável e a segunda lei de Newton. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v. 33, n. 4, p. 1-9, out./dez. 2011. DOI: https://doi.org/10.1590/S1806-11172011000400007.

LENSKI, Richard. Dynamics of interactions between bacteria and virulent bacteriophage. In: Advances in microbial ecology. Boston: Springer, 1988.

LINDE, Andrei. Inflationary cosmology. Physics Reports, v. 333, p. 575-591, ago. 2000. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-74353-8_1.

NASCIMENTO, J. P. G.; GUEDES, I. Osciladores clássicos com massa dependente da posição. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v. 36, n. 4, p. 1-6, out./dez. 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.1590/S1806-11172014000400009.

ROMEO, F. A simple model of energy expenditure in human locomotion. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v. 31, n. 4, p. 1-5, dez. 2009. DOI: https://doi.org/10.1590/S1806-11172009000400008.

SALAMANGA, Marcin. An Application of the Harmonic Oscillator Model to Verify Dunning’s Theory of the Economic Growth. Statistika: Statistics and Economy Journal, Prague, v. 93, n. 3, p. 56-69, set. 2013.

SILVA, Adilson Costa da; HELAYËL NETO, José Abdalla. Simulador de Oscilações Mecânicas. Revista Brasileira de Ensino de Física, São Paulo, v. 38, n. 3, p. 1-14, 7 jun. 2016. DOI: https://doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2016-0042.

THORNTON, Stephen T.; MARION, Jerry N. Dinâmica Clássica de sistemas e partículas. Tradução da 5ª edição norte-americana. São Paulo: Cengage Learning, 2014.

ZILL, Dennis. Equações Diferenciais com aplicações em modelagem. 3. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2016.

Publicado

2021-01-05

Número

Sección

Matemática

Cómo citar

LAVOR, Otávio Paulino; OLIVEIRA, Antônio Nunes de. Ecuaciones diferenciales aplicadas al péndulo con masa dependiente del tiempo. REMAT: Revista Eletrônica da Matemática, Bento Gonçalves, RS, Brasil, v. 7, n. 1, p. e3001, 2021. DOI: 10.35819/remat2021v7i1id4164. Disponível em: https://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/REMAT/article/view/4164.. Acesso em: 22 nov. 2024.

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