白熱電球を消灯したときの温度下降の関数に関する問題で、与えられた情報を用いて、温度減衰のパラメータ $\beta$ を計算します。与えられているのは、周囲の空気温度 $\theta_a = 24.0$ [°C]、消灯直前の内部温度 $\theta_r(0) = 42.6$ [°C]、消灯して5分(300秒)後の容器内温度 $\theta_r(t) = 27.1$ [°C] です。これらの値と、$\beta$ の計算式 $\beta = (-\frac{1}{t}) \cdot \log(\frac{\theta_r - \theta_a}{\theta_r(0) - \theta_a})$ を用いて、$\beta$ の値を求めます。ここで、log は常用対数(底が10の対数)を意味するものとします。
2025/5/30
1. 問題の内容
白熱電球を消灯したときの温度下降の関数に関する問題で、与えられた情報を用いて、温度減衰のパラメータ を計算します。与えられているのは、周囲の空気温度 [°C]、消灯直前の内部温度 [°C]、消灯して5分(300秒)後の容器内温度 [°C] です。これらの値と、 の計算式 を用いて、 の値を求めます。ここで、log は常用対数(底が10の対数)を意味するものとします。
2. 解き方の手順
1. $\theta_r - \theta_a$ を計算します。
2. $\theta_r(0) - \theta_a$ を計算します。
3. $\frac{\theta_r - \theta_a}{\theta_r(0) - \theta_a}$ を計算します。
4. 計算された値の常用対数 ($\log_{10}$) を求めます。
5. 求めた対数値に $-\frac{1}{t} = -\frac{1}{300}$ を掛けます。
実際に計算を行います。