[ A ]  単振動
[ A.5 ] 初期条件と振幅,周期および力学的エネルギー
ばね定数が k=π2 [N/m] = 9.870 [N/m] のばねの先端に質量 1.0 [kg] のおもりをつける.このおもり に初期条件(初期位置と初速度)を設定して単振動をさせる.4組の初期条件のもとでの単振動の動画を次に示す. 青矢印は初速度を表す.
の部分をクリックすると指定*の運動を開始する. 別の運動を開始するときは,まず「初期設定」クリックする.
t = ・・・ は1周期の間の経過時間 [s] を表す.
(1) 初期位置 x0 = 1.0 [m]  初速度 v0 = 0.0 [m/s] (2) 初期位置 x0 = 0.0 [m]  初速度 v0 = 5.0 [m/s]


(3) 初期位置 x0 = -1.0 [m] 初速度 v0 = 3.0 [m/s] (4) 初期位置 x0 = 0.5 [m] 初速度 v0 = -2.0 [m/s]


 上の動画で示した4つの単振動について,次の表の空欄を埋めよ.
周期は動画の「1周期運動」から,振幅は動画の「スローモーション」から読み取ることができる. 振幅については [ A.1 ] も見よ.力学的エネルギーについては [ A.3 ],[ A.4 ] を見よ.

初期位置
x0 [m]
初速度
v0 [m/s]
   振幅   
A [m]
   周期   
T [s]
力学的エネル
ギー  E [J]
 1.0 0.0   
 0.0 5.0   
-1.0 3.0   
 0.5-2.0   
[ A.5 ] の終