「【解答】ばねと壁の間を往復する小球」の編集履歴(バックアップ)一覧に戻る

【解答】ばねと壁の間を往復する小球 - (2009/11/29 (日) 11:52:29) のソース

****【解答】ばねと壁の間を往復する小球
----
#ref(http://www14.atwiki.jp/yokkun?cmd=upload&act=open&pageid=217&file=Synchroll.bmp)


Bはばねの自然長においてAを離れるのは明らかである。そのときの速さを $$v$$ とすると,エネルギー保存により

$$\frac{1}{2}kx_0\;^2 = \frac{1}{2}\cdot 2mv^2 \qquad \therefore v = x_0\sqrt{\frac{k}{2m}}$$

Bが離れた後,Aは単振動を続ける。Bが戻るまでにAは1周期半を振動すればよいから,

$$\frac{3}{2}\cdot 2\pi\sqrt{\frac{m}{k}} = \frac{2(L-x_0)}{v}$$

これを $$L$$ について解けば,

$$L = (1 + \frac{3\pi}{2\sqrt{2}})x_0$$

を得る。必要な距離は,ばね定数 $$k$$ に依存しない。

Algodooの設定は,$$x_0=0.5{\rm [m]}$$ である。条件設定は大変クリティカルで,同じ運動を何度も繰り返させるのは難しいようだ。
----