B7  ブラックバーン振り子によるリサージュ図形

  B7ブラックバーン振子によるリサージュ図形

 

互いに直角な方向の単振動の合成

平面上を運動する点lp.gif (1622 バイト)sx.gif (1613 バイト)座標、sy.gif (1624 バイト)座標がそれぞれ

 

 

で表わされる場合に、lp.gif (1622 バイト)の運動を、互いに直角な方向の単振動を合成したものという。具体的には、たとえば、板の上で1つの質点が単振動をしていて、板はその振動の方向と直角な方向に単振動をしているときに、質点の地面に対する運動を考えればよい。あるいは、質点が一平面内にあって、そのsx.gif (1613 バイト)成分、sy.gif (1624 バイト)成分がそれぞれ

 

 

の力の作用を受けて運動する場合を考えればよい。

@Aを合成した結果は、一般には複雑な平面曲線となるが、の比が有理数の揚合にはsx.gif (1613 バイト)方向の振動とsy.gif (1624 バイト)方向の振動の周期の比も有理数となるので、一定の時間がたてば運動の状態はもとにもどってくり返され、軌道の形も閉曲線になる。127図にその例を示す。

リサージュ図形(16700 バイト)

このような曲線を一般にLissajous(リサジュー)の図とよぶ。

実際にリサージュ図形が観察される例として図に示すようなBlackburn(ブラックバーン)振り子がある。

b7z_1_1.gif (3874 バイト)

実験では、おもりの変わりに底に小さな穴をあけたコップの中に水で溶いた絵の具を入れて運動させることで、リサージュ図形を描いた。

b2_7_2-v120.jpg (3511 バイト)

b2_7_3-v120.jpg (3683 バイト)

 


cm_Mpeg.JPG (5343 バイト) 10sec,604KB


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