HOME > natural science Laboratory > コンピュータ・シミュレーション講座 > 仮想物理実験室

【物理シミュレーションに挑戦!】古典力学
様々な力による物理シミュレーション5:引力+衝突力

文責:遠藤 理平 (2016年10月 6日) カテゴリ:仮想物理実験室(277)計算物理学(132)

本項は物理学における様々な系の物理現象を、解析的に扱うのではなく数値計算による物理シミュレーションを実行するために必要な計算アルゴリズムを示すことを目的とします。 様々な初期条件に対する物理シミュレーションを実現するために、最も汎用的な直交座標系を用います。
様々な力による物理シミュレーション1:弾性力による運動
様々な力による物理シミュレーション2:万有引力による運動
様々な力による物理シミュレーション3:クーロン力による運動
様々な力による物理シミュレーション4:レナード・ジョーンズ相互作用による運動
様々な力による物理シミュレーション5:引力+衝突力

衝突力のモデルの導入

ここまで実装した引力に対する衝突力として、レナード・ジョーンズの斥力と剛体球同士の衝突力をそれぞれ導入し、結果を比較します。

万有引力+レナード・ジョーンズ斥力

万有引力+剛体衝突力

結果比較

レナード・ジョーンズ斥力の方が、剛体球同士の衝突力よりも力学的エネルギーの保存性が良いです。 これは、レナード・ジョーンズ斥力の方が剛体球同士の衝突力よりも計算精度が高い結果です。 剛体同士の衝突力は一瞬(計算時間間隔の間)だけ加わるの撃力なので、計算精度を上げるのが難しい点に由来します。 レナード・ジョーンズ斥力と同等の精度を保証するにはより精密な取り扱いが必要となることがわかりました。


物理シミュレーションについては「HTML5による物理シミュレーション」を参照ください。 数式の表示は「Tex表記によるHTML文書への式の埋め込み」をご覧ください。



▲このページのトップNPO法人 natural science トップ

関連記事

仮想物理実験室







計算物理学







▲このページのトップNPO法人 natural science トップ