No.3ベストアンサー
- 回答日時:
運動方程式は
(d/dt)^2 θ = - (g/l) sinθ
ですね(各文字の意味は自明)。単振動近似では
sinθ≒θ
として上式を解きますが、
|sinθ| <= |θ|
なので、一般の場合には単振動の場合に比べて復元力が弱くなり、その結果として周期は長くなります。長くなる割合は、典型的な角度をφとすると(運動方程式の右辺を -(g/l)(sinφ/φ)θ として)
√(φ/sinφ) - 1
の程度であると概算されます。あるいはここで
sinφ≒φ-φ^3/6
として
φ^2/12
が得られます。具体的な値としては、φ = π/4 (45度)の場合に約5%です。
この回答へのお礼
お礼日時:2008/09/27 00:52
あ、|sinθ| <= |θ|だからそりゃ復元力は弱くなりますよね。
ありがとうございました。
今度#2さんがおっしゃったように実験して確かめてみます。
No.2
- 回答日時:
振り子の等時性と言うのは「振幅によらず周期が一定」ということですね。
これが成り立つかどうか、
成り立たないとしたらどれくらいの角度からずれが目立ってくるか、
ずれるとしたらどちらにずれるか、
・・・
錘を糸につけてやってみればわかります。
L=1.00mで周期は2.0秒です。(周期の式に数値を代入すれば出てきます。)
角度を変えて周期を測定してください。10往復の時間を計って10で割れば普通の時計でも周期が分かります。
これを角度を変えてやればいいです。
15°、30°、45°、60°とやれば知りたい所はわかります。
後でもっと角度の小さいところを調べるといいでしょう。
式が解けなくてもやってみればわかります。
角度が大きくなった時に周期が2秒よりも長くなるか、短くなるかがあらかじめ予想できているといいですね。どういう力が働いているかが分かると予想できます。
No.1
- 回答日時:
完全楕円積分という特殊関数になりますので、初等関数で表すことはできません。
しかし、級数展開して項別積分すれば、おおよその雰囲気は掴めるでしょう。ともかく、振幅が大きくなると、振り子の等時性は成り立ちません。下記サイトを参考にして下さい。http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%AF%E5%8B%95% …
参考URL:http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%8C%AF%E5%8B%95% …
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 物理学 半径r、質量Mの半円板を円板平面平行に円の中心を回転軸として微小振幅で振り子運動をさせる。このときに 4 2023/08/10 14:08
- 物理学 とある問題の解説に ばね定数と自然長の等しい2つのばねに,それぞれ質量が大きい物体と小さい物体をとり 4 2022/12/21 13:46
- 物理学 電子波や電磁波は、波の性質も持ち、振動していると教わりました。 この波としての振動は、何かを中心とし 8 2022/12/18 07:53
- 物理学 有限の大きさの物質では、周期的境界条件を満たすように格子振動が発生する。もし、満たさない場合、物質の 1 2022/07/05 18:37
- 数学 フーリエ変換後の負の周波数成分の扱いについて 4 2022/09/03 10:18
- 物理学 写真の図は単振動の動きを段階的に表したものです。 (加速度=a、力=kx、ばね定数=k、物体の質量= 8 2022/08/24 23:39
- 時計・電卓・電子辞書 時計の電池が減り、時計が動かなくなったので、 2 2022/08/28 10:40
- その他(スマートフォン・携帯電話・VR) スマホ振り子(横揺れ式)について質問です! Googlefitがやっとカウントするようになったと思っ 2 2022/06/14 08:00
- 物理学 この写真には、「加速度aの向きと違うFの向きは一致する」と書かれてますが、なぜばね振り子が単振動して 3 2022/08/24 16:00
- 物理学 高校物理 単振動の問題 0 2023/07/25 19:10
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
振り子時計の振り子はなぜ止ま...
-
電池式振り子時計について
-
物理の問題を教えてください。
-
院試の問題で・・・
-
力学的エネルギーの保存・弾性...
-
難問題の系統とその解き方、例...
-
ガリレオの振り子が止まる理由
-
物理学実験の単振り子について
-
フーコーの振り子の原理について。
-
2重振り子がカオス運動を引き起...
-
統計力学(?)で振り子が突然動き...
-
力学の問題です。水平なレール...
-
次元解析について、 例えば振り...
-
粘性抵抗中の単振り子の運動
-
単振り子とフーリエ変換について
-
単振り子が切れないように…
-
鉛直ばね振り子の減衰振動の運...
-
振り子
-
東大の力学の定期試験の問題で...
-
ボルダの振り子に対する単振り...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
おすすめ情報