15.10
じょうろがフックからぶら下がっていると考えてください。ピボットポイントからずれると、単純な振り子のように振動します。じょうろは物理的な振り子の一例です。
これは、全重量が重心に作用し、ピボットポイントを中心に振動するようにモデル化できます。ピボットポイントと重心の間の距離をLとします。
振動は重力によって生じる復元トルクによるもので、これは計算できます。振動角が小さい場合、トルクは近似されます。
また、振り子の慣性モーメントと角加速度の観点から記述することもできます。
2つの式は、質量が慣性モーメントに置き換えられ、力定数が3つの項の積に置き換えられた単純な調和運動の方程式を与えます。
したがって、角周波数を決定し、期間を導き出すことができます。
単純な振り子の場合、慣性モーメントは、その期間でおなじみの表現を与えます。
剛体が固定されたピボット点から自由にぶら下がって変位すると、単純な振り子と同様に振動し、物理的な振り子として知られます。 物理的な振り子の周期と角周波数は、小角近似を使用し、ばね質量系で平行線を引くことによって取得されます。 小角近似 (sinθ=θ) は約 14° まで有効です。
複雑な系を扱う場…
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