8.1
المعادلة التفاضلية هي معادلة تحتوي على دالة مجهولة وواحد أو أكثر من مشتقاتها. يعطى رتبة المعادلة التفاضلية بواسطة المشتقة الأعلى رتبة الموجودة في المعادلة.
عندما تتضمن المعادلة المشتقة الأولى فقط، تسمى الرتبة الأولى. إذا كان يتضمن المشتقة الثانية، يسمى من الدرجة الثانية، وهكذا.
على سبيل المثال، يمكن نمذجة نظام الزنبرك والكتلة كمذبذب توافقي بسيط، يعادل القوة الصافية على الكتلة والقوة الاستعادة في النابض، كما هو موصوف بقانون هوك للنوابض الخطية.
قوة النابض تعمل في الاتجاه المعاكس للإزاحة وتتناسب مع مدى تحرك الكتلة من وضعها التوازني.
يربط قانون نيوتن الثاني القوة الصافية على الكتلة بتسارعها. الجمع بين هاتين العلاقتين يعطي معادلة يكون فيها الكتلة مضروبا في التسارع يساوي ثابت سالب مضروبا في الإزاحة.
بإعادة كتابة التسارع كمشتقة ثانية للإزاحة مع مرور الوقت، يتم الحصول على معادلة تفاضلية من الدرجة الثانية.
تربط هذه المشتقة الثانية حركة النظام بمعادلة تفاضلية.
المعادلة التفاضلية تعبير رياضي يُحدِّد العلاقة بين دالة ومشتقاتها. تُعد هذه المعادلات أساسية في نمذجة الأنظمة الديناميكية في مختلف مجالات العلوم والهن…
حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.