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自由振動実験　◇画面説明◇

△画像をクリックすることで、実験開始です。

①各種定数設定フィールド
スライドバーを動かすか、数値を直接打ち込んで、初期条件を決定します。自由振動中は各種定数を変更できません。

②ＳＴＡＲＴ・ＳＴＯＰボタン
初期条件を決めて、ＳＴＡＲＴボタンを押せば早速自由振動が始まります。最初からやり直したいときはＳＴＯＰボタンを押してください。

③倒立振り子
これが自由振動します。

④変位波形
倒立振り子の緑の玉が動いた軌跡をリアルタイムに波形描画します。

⑤経過時間
自由振動が始まってから経過した時間が表示されます。
自由振動実験　◇操作方法◇

①の各種定数設定フィールドで、４つの変数の値を決めます。

  • 減衰定数：揺れの収まり（減衰）の程度を表します。値が大きいほど、揺れがすぐに収まります。
    ※実際の建物の微振動における減衰定数は、鉄骨造で0.5～3％、鉄筋コンクリート造で2～7％くらいです。
  • 固有周期：振り子が一回揺れる時間のことです。すべての物にはそれぞれ異なった固有周期があります。
  • 初期速度：倒立振り子が最初に持っている速度。＋は右、－は左方向をあらわします。
  • 初期変位：倒立振り子の最初の位置です。＋は右、－は左方向をあらわします。

②のスタートボタンを押すと、振動が始まります。
   
◇実験してみよう◇
  1. 減衰定数が同じ場合、固有周期によって揺れの収まりはどうかわるだろうか？
  2. 初期速度と固有周期はどういう関係があるだろう？
  3. 実際の構造物は減衰定数は1に比べてずっと小さいから、共振状態ではほぼ固有周期どおりに揺れます。しかし、減衰定数が大きくなってきたら固有周期よりずれて揺れます。それを確認してみよう。