振り子の周回運動


 

振り子の周回運動を考えてみましょう(図1参照)。 糸の長さを、重りの質量を

重力加速度とします。  振り子の回転速度遠心力と重力や張力との力の

つり合いから、以下の二つの関係式より求められます。

 

力のつり合い(中心方向):  T SINθ=MV / L SINθ・・・・・(1)

力のつり合い(垂直方向):  T COSθ=MG・・・・・(2)

 

FURIKO-SHUUKAI-UNDOU-1.GIF - 3,675BYTES

(図1、振り子の周回運動)

 

まず、振り子の糸に働く張力Tは、式(2)をTについて解いて、

 

T=MG/ COSθ・・・・・(3)

 

式(3)の結果を式(1)に代入してVについて解くと、

 

V=(LG SINθ/ COSθ)1/2

 

となります。周回運動の周期は2πL SINθを上記のVで割れば計算できます。

 

 


 

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