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Modelli di crescita e decadimento – Esercizio 4

Esercizi misti in Logaritmi, Esercizi misti su Esponenziali

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Ottieni il documento contenente gli esercizi dedicati ai modelli di crescita e decadimento risolti tramite l’uso dei logaritmi.

 

Esercizio  (\bigstar\largewhitestar\largewhitestar). Trova il valore della costante di decrescita esponenziale per un elemento il cui tempo di dimezzamento (cioè il tempo necessario perché rimanga soltanto la metà della massa iniziale dell’elemento) è di 30 giorni.

Svolgimento.

La legge di decrescita radioattività è del tipo

    \[m(t) = m_0 e^{kt}\]

dove m(t) indica la massa dell’elemento al tempo t, m_0 è la massa iniziale, k è una costante (se positiva indica una crescita nel tempo, se negativa indica una decrescita nel tempo) e t indica il tempo. \\ Sappiamo che

    \[m(30) = \dfrac{m_0}{2}\]

quindi, dato che

    \[m(30) = m_0 \; e^{30 \, k}\]

allora

    \[m_0 \; e^{30 \, k} = \dfrac{m_0}{2} \quad \Rightarrow \quad e^{30k} = \dfrac{1}{2} \quad \Rightarrow \quad 30k = \ln \dfrac{1}{2}\]

da cui

    \[k = - \dfrac{\ln 2}{30}.\]

La costante è negativa come ci aspettavamo, poiché stiamo parlando di un decadimento nel tempo.


Fonte: L. Sasso – La matematica a colori Ed. Verde – Petrini