A maioria dos problemas de Ciências e Engenharia é descrita por meio de taxas de variações das grandezas envolvidas e, consequentemente, por equações que envolvem derivadas dessas grandezas. As equações que envolvem funções e derivadas de funções são chamadas Equações Diferenciais.
A maioria dos problemas de Ciências e Engenharia é descrita por meio de taxas de variações das grandezas envolvidas e, consequentemente, por equações que envolvem derivadas dessas grandezas. As equações que envolvem funções e derivadas de funções são chamadas Equações Diferenciais.
No curso Matemática para Engenharia. Equações Diferenciais Ordinárias você aprenderá as principais técnicas e métodos de solução de vários tipos de equações diferenciais. Além disso, irá aplicar os métodos estudados na solução de uma grande diversidade de problemas de ciências e engenharia. Por exemplo, problemas que envolvem datação pelo carbono 14, decaimento radioativo, crescimento populacional, circuitos elétricos, etc.
A equipe do EngeFísica preparou um curso voltado para alunos das diversas engenharias, sejam elas: mecânica, elétrica, de controle e automação, civil, ambiental, química, etc; alunos dos cursos de Licenciatura em Física, Licenciatura em Matemática e Licenciatura em Química, e para estudantes universitários dos cursos de Bacharelado em Física, Química e Matemática.
No curso você aprenderá a solucionar equações diferenciais ordinárias de primeira e segunda ordens, além de outras técnicas para solução de equações diferencias de ordem elevada.
O curso é composto de aulas teóricas e de uma grande quantidade exercícios resolvidos. Além disso, serão apresentados vários problemas de aplicações do conteúdo abordado.
A equipe do EngeFísica deseja boas vindas a todos e nos colocamos à disposição para dúvidas, comentários e esclarecimentos.
Abraços e bons estudos.
Equipe do EngeFísica
As equações diferenciais exercem um papel fundamental na matemática e encontram aplicações em diversas áreas do conhecimento científico, pois são usadas para expressar matematicamente as relações e leis físicas.
Nessa aula é apresentado um panorama geral sobre a importância das equações diferenciais para áreas das ciências e das engenharias.
Nesta aula você irá aprender a identificar e o que é uma equação diferencial. Além disso iremos classificar as equações diferenciais com base em alguns critérios. Você também aprenderá as principais terminologias e notações associadas às equações diferenciais.
Aula sobre soluções de equação diferencial.
Nesta aula você aprenderá a verificar soluções de uma equação diferencial.
Breve introdução à modelagem e serão apresentados alguns exemplos e equações envolvendo modelagens de sistemas físicos.
Exemplos de modelos matemáticos
Nesta aula iremos elaborar um modelo matemático de estudo do movimento oscilatório de um pêndulo simples.
Nesta aula iremos elaborar um modelo matemático de estudo de um circuito elétrico de corrente contínua, o circuito RC (Resistor-Capacitor)
Exercício de fixação
Aprenderemos a identificar uma equação homogênea de primeira ordem.
Nesta seção iremos aprender como preparar uma equação homogênea de primeira ordem para a sua solução.
Definição de uma equação diferencial ordinária de primeira ordem
Técnica de solução de uma EDO por integração direta.
Você irá aprender a identificar uma equação separável (com variáveis separáveis) e a resolvê-la por integração direta.
Nessa aula iremos nos concentrar em um tipo de equação diferencial ordinária de segunda ordem: equações homogêneas com coeficientes constantes (caso II - parte 2)
Será apresentado o método dos fatores integrantes como forma de solucionar algumas equações diferenciais ordinárias de primeira ordem.
As equações diferenciais classificadas como equações de Bernoulli serão apresentadas nesta aula.
Uma fórmula matemática para calcular diretamente o fator integrante.
Aprenderemos a identificar uma equação exata e a solucioná-la.
Aplicação do método de variação de parâmetros para solução de equações diferenciais não-homogêneas.
É possível converter algumas equações não-exatas em equações exatas. Iremos aprender esse procedimento e, posteriormente, solucioná-la.
O teorema de Abel envolve o cálculo direto do wronskiano.
Exercício de revisão
Nessa aula iremos nos concentrar em um tipo de equação diferencial ordinária de segunda ordem: equações homogêneas com coeficientes constantes (caso III)
Exercício de fixação envolvendo o método de variação de parâmetros.
Descrição física e matemática do movimento de queda de um objeto submetido à forças resistivas.
Iremos obter e solucionar uma equação diferencial que descreva taxas de crescimento populacional.
Descrição matemática da meia-vida de elementos radioativos.
Você aprenderá a calcular a idade de fósseis a partir da solução de uma equação diferencial
A Lei de Newton do Resfriamento será apresentada. Uma das principais equações envolvendo transferência de energia na forma de calor, que recai em uma equação diferencial. Um dos principais para as engenharias e que envolve sistemas de transferência de calor.
Solução da equação diferencial que descreve o circuito RC.
Nesta aula iremos definir uma equação diferencial ordinária de segunda ordem.
Nessa aula iremos nos concentrar em um tipo de equação diferencial ordinária de segunda ordem: equações homogêneas com coeficientes constantes.
Nessa aula iremos nos concentrar em um tipo de equação diferencial ordinária de segunda ordem: equações homogêneas com coeficientes constantes (caso I)
Nessa aula iremos nos concentrar em um tipo de equação diferencial ordinária de segunda ordem: equações homogêneas com coeficientes constantes (caso II - parte 1)
Alguns teoremas importantes envolvendo EDOs serão apresentados nessa aula.
Será apresentada a técnica de redução de ordem de uma equação diferencial
Fórmula geral para a redução de ordem de uma equação diferencial
O método dos coeficientes indeterminados é usado para resolver equações diferenciais ordinárias lineares com coeficientes constantes "não homogêneas". O método apresenta algumas limitações, no entanto, é bastante útil na solução de diversas equações diferenciais ordinárias. Nesta aula você irá aprender o Método dos Coeficientes Indeterminados.
Exercício de aplicação do Método dos Coeficientes Indeterminados.
Quando algum termo na solução particular aparece duplicado em comparação com a função complementar, uma sugestão é aplicar a Regra de Multiplicação. Nesta aula você irá aprender como aplicar esta regra.
Exercício envolvendo a Regra de Multiplicação.
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