時間発展問題の数値計算

○単振り子

ふつうの振り子の振動は、近似的には(振幅が微小であるとすれば)単振動だが、 もう少し詳しく言うと、ひもの長さを r 、おもりの位置の真下方向からの角度を θ、重力加速度を g として、

  d2 θ
r ------ = - g sin θ                                     (3)
  d t2
という式に従う。これの解析解は楕円関数という名前がついてはいるものの、 計算は簡単ではないが、 前方差分で計算するプログラムは、単振動のプログラムの(Fortranで書けば)
        w = wold + deltat * a * zold
        w = wold + deltat * a * sin(zold)
と変えるだけである。

ただし、この場合、プログラム中の Z は角度θ[ラジアンを単位とする] である。 また、a = - g / r とおいている。 (3)の解は、単振動と違って、振幅を変えると相似にならない。


1996-06-29; 2000-04-18; 2002-07-11
増田 耕一 (MASUDA Kooiti)

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