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G2-42: 弾性的な振り子

目的: 非線形な連結共振と安定した固定点について演示実験する。
記述: はじめにばねが鉛直に振動するようにしてください。
その後,振り子の運動と鉛直方向のばねの運動の間でエネルギーが行ったり来たりしてつながります。
これら二つの振動の定常的な結合も(線形共鳴の通常モードに一致している)
重りを下に引っ張ると同時に横にも引っ張ってやることで,作り出すことが出来ます。
ばねにおまけの重りを付けてやると,共振は壊されてしまい,
振り子の運動とばねの運動の間でエネルギーの全体的な移動が小さくなってしまうことになります。
この非線形連結共振が起こるのはばねの(鉛直な)運動の振動数が,つりあいの長さの振り子の振動数の2倍になっているときに起こります。
このことは興味深いことです。
なぜならば これはsector-focusedサイクロトロンのextraction regionにおけるv(r) = 2 v(z) 共振へのたいへんいい力学的な類似となっているのです。
ここでv(r)とv(z)は半径と鉛直のベータトロン振動数です。
提案:
参考文献: (PIRA 3A70.15)
弾性振り子についていい論文が数個ありますので,演示実験参考文献ファイルをご覧下さい。
実験装置: 備え付けの弾性的な振り子
用意の時間: 要りません。


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