単振動(基礎)
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単振動

Startを押すと，物体が単振動します．

等速円運動(Uniform circlar motion)を真横から見ると直線上を往復運動しているように見える．この往復運動を単振動(Simple harmonic motion) という．ばねにつるしたおもりの往復運動も単振動である．

もとになる等速円運動の半径を A 〔m〕 ，周期を T 〔s〕 ，角速度を ω 〔rad/s〕 とすれば，単振動の変位は -A〔m〕 から A〔m〕 まで変化する． A を単振動の振幅(Storoke,Amplitude of vibration)という．1回振動する時間を周期(Cycle)  T〔s〕 といい，1秒間に振動する回数は振動数(Frequency) f〔Hz〕 という．

振動回数と時間の比は

1:T=f:1

より，

f= 1 T

が成立する．

単振動を真横から見たときの変位 x 〔m〕 は，三角関数(Trigonometric function)を用いて，

x = Asinθ = Asinωt

単振動している物体の速度 v〔m/s〕 は，

v x =Aωcosωt

加速度 a〔 m/s 2 〕 は

a x =−A ω 2 sinωt=− ω 2 x

と表わされる．

単振動

シミュレーション


（参考）物体に空気抵抗などの抵抗力が働く場合，物体は単振動しながら，徐々にその速度が減衰していきます（減衰振動）．Startを押すと，物体が減衰振動(Damped oscillation)します．

シミュレーション

単振動(応用)も見てください．



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学生スタッフ作成

2022年12月16日

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