非減衰振動
初期の外乱によって自由に振動する,バネ/質量系を想定します.
静止して釣り合った位置からの質量の移動量を,
時間tの関数としてx(t)と表すことにします.
バネ定数kが線形な場合,バネに生じる力はP=kxになります.
任意の時間tの時,バネは静的な釣り合いの位置からx(t),図に示した正の方向に変位しているとします.
この場合,質量にはバネから-kx(t)の力が作用することになります.
したがって力の釣り合い方程式
はニュートンの第二法則
を用いると以下のように表すことができます.
式(1)は,運動方程式と呼ばれています.この式は
系全体に重力が作用した場合にも同じになります.
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