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【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8:2重振り子とニュートン振り子

文責:遠藤 理平 (2016年10月21日) カテゴリ:仮想物理実験室(247)計算物理学(126)

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
様々な力による物理シミュレーション6:剛体棒で結合された結合力
様々な力による物理シミュレーション7:任意の剛体棒で結合された結合力
様々な力による物理シミュレーション8:2重振り子とニュートン振り子

様々な力による物理シミュレーション7:任意の剛体棒で結合された結合力」に重力を加えることで様々なシミュレーションを行うことができます。本項ではその例として2重振り子とニュートン振り子を示します。

2重振り子シミュレーション

2重振り子とは伸び縮みのしない質量0の剛体棒で固定された2つの質点です。重力場中で運動させることで、カオティックな運動を行うことが知られています。

ニュートン振り子

ニュートン振り子とは、一直線上に並べられた複数個の単振り子のセットです。重力場中で一番端の振り子を運動させて次の振り子に衝突させること、もう片端の振り子が運動します。

※剛体棒で結合された剛体球同士の衝突計算の精度が悪いので改良の余地(衝突力と結合力をまとめて連立方程式を解く必要)があることが確認できます。


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。



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