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第8章 振動 周りを見ると、ブランコ、波、草木の揺らぎ、乗り物の揺れ、心拍、地震にいたるまで、沢山の振動現象が在ります。 その背後にある原理は何でしょうか。運動の法則に従って考えてみましょう。 数学の線形微分方程式の解法が役に立ちます。解は三角関数になります。しかし、一般振子のように線形でない場合は難しくなります。
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1 振動 基本概念、周期、振動数、単振動 2 ばね振子 運動方程式と解、形を予想して解く
参考1 線形微分方程式 複素数の指数関数、定数係数線形斉次微分方程式の一般解を与える定理 参考2 前節の定理の証明 1階、2階の定数係数線形斉次微分方程式について個別に証明する
例1 ばね振子の一般解 解説
例2 ばね振子, 伸ばして放す 解説   例3 ばね振子, 上に弾く 解説
参考3 抵抗のあるばね振子 抵抗力、減衰振動、臨界制動、過制動 参考4 強制振動 線形非斉次方程式の一般解を与える定理、強制振動の解 参考5 抵抗のある強制振動
3 小振幅単振子 単振動  実験 単振子の周期   参考6 一般の単振子 楕円積分