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振り子の楕円振動

振り子の楕円振動が,互いに直行する2つの振動成分の重ね合わせで記述できることを確認する


振り子の楕円振動:画像

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公費でのご注文について

セット番号
UE1050121

振り子を適切に吊り下げた場合,振り子を小さく揺らした後のおもりの運動は,初期条件に依存する形の楕円軌道を描きます。この軌道を互いに直行する2つの振動成分に分解すると,それらの間には位相差が生じています。本実験では,互いに直行する向きに設置された,二台の力学センサーを使って,これらの振動を測定することにより,2つの振動成分間の位相差と楕円軌道の関係を調べます。

実験に必要な機器
品番 品名 価格(税込) 数量
U61023-115 SWセンサーセット 60,480円 1
U61025 SW吊下げ振り子セット 11,340円 1
U61022 SWスタンドセット 33,804円 1
U112491 USBオシロスコープ2×40MHz 147,960円 1

上記一式を買物かごに入れる

PC(別途ご用意ください) 1

※各製品ページから,それぞれ単品でもご購入いただけます。

実験解説書 ダウンロード(PDF)

基本原理

振り子を適切に吊り下げた場合,振り子を小さく揺らした後のおもりの運動は,初期条件に依存する形の楕円軌道を描きます。この軌道を互いに直行する2つの振動成分に分解すると,それらの間には位相差が生じています。

本実験では互いに直行する向きに設置された二台の力学センサーを使って,これらの振動を測定することにより,2つの振動成分間の位相差と楕円軌道の関係を調べます。その後に,各振動成分の振幅と両者の位相差が評価されます。両者の位相のずれは,デュアル・チャンネル型のオシロスコープの画面に,2つの振動を表示することにより確認されます。

評価

振り子の振動の観察結果は,ストレージオシロスコープにデータとして蓄えられ,画面上に固定表示されます。これにより,2つの成分の振幅と位相差が評価できます。

参考資料

図1:センサーS1とS2の配置と,測定対象の振り子の振動方向

図1:センサーS1とS2の配置と,測定対象の振り子の振動方向

図2:2つの力学センサーを二等分する線上を振動する振り
子の振動成分

図2:2つの力学センサーを二等分する線上を振動する振り 子の振動成分

図3:2つの力学センサーを二等分する線と直交する線上を
振動する振り子の振動成分

図3:2つの力学センサーを二等分する線と直交する線上を 振動する振り子の振動成分

図4:円軌道を描く振り子の振動成分

図4:円軌道を描く振り子の振動成分

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