[ B ] 単振動するおもりに抵抗力が働く場合
単振動をしているおもりに摩擦や空気抵抗などによる力が働くと,振動は時間とともに減衰していく. このとき,抵抗力の大きさによって次の
3つの型
の運動が現れる.最もはやく減衰するのは
臨界減衰
の場合である. 初期位置と初速度はいずれも
x0 = 1
[m],
v0 = 0
[m/s]にとっている.
♣
画像上にマウスポインタを置くとアニメーションが始まる. はずして再び置くとアニメーションは再開する.
t =
・・・ は経過時間 [s] を表す.
[ B.1 ] 減衰振動
: 抵抗力があまり大きくないとき. 抵抗係数 γ=0.8 [Ns/m]
[ B.2 ] 過減衰
: 抵抗力が十分大きいとき. 抵抗係数 γ=12.0 [Ns/m]
[ B.3 ] 臨界減衰
: 減衰振動と過減衰の境. 抵抗係数 γ=6.28 [Ns/m]