Thomas 11ed , Capítulo 14 , Seção 14.3 , Exercício 74

Índice do Banco de Exercícios de Cálculo 3 -> Derivadas parciais

Enunciado

Exercício 74

Mostre que a função w é uma solução da equação da onda unidimensional:

Diff(w,`$`(t,2))

onde w é a altura da onda, x é a variável distância, t é a variável tempo e c é a velocidade com a qual a onda se propaga.

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Solução

A figura abaixo ilustra o gráfico da função no caso em que a velocidade é c = 1.

[Maple

Para verificar que a função satisfaz à equação da onda, devem ser calculadas as derivadas parciais segundas. Para isso, como w , usando a regra da cadeia em uma variável obtém-se

Diff(w(t,x),t)

e

Diff(w(t,x),`$`(t,2))

Procedendo de maneira análoga na variável x, obtém-se

Diff(w(t,x),x)

e

Diff(w(t,x),`$`(x,2))

É claro agora que a função é uma solução da equação da onda, uma vez que

Diff(w(t,x),`$`(t,2))

e

c^2*Diff(w(t,x),`$`(x,2))

 


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Pablo Santiago


Publicado em: 15/08/2009
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