1自由度振動系モデルとイナーシャの挙動変化
One degree-of-freedom vibration model and Action change of inertia


振動の挙動 -その1-

まず、「減衰がない」というのはどんな意味かを把握する必要があります。減衰とは振動の立場でとらえると、振動することによりエネルギーのロスが発生し、振動が小さくなることを言います。 つまり、「減衰がない」というのは、振動が小さくなることも大きくなることもありません。よって振動は一定であることを意味しています。
ここでは、vND上でモデル設計のところで述べた通り、下の5つの画像は、ばね定数を変えた場合(おもりの質量は一定= 0.1 kg)のアニメーションと、ばね定数一定(k= 5) でおもりの質量を変えた場合のアニメーションを表示しています。画面上にポインタを当てて、クリックしてみて下さい。
なお、アニメーションをご覧になる場合は、Windows Media Playerが必要となります。詳しくはこちら

ばね定数を変えた場合は・・・

振動系(減衰なし)-m0.1k5.zipへのリンク 振動系(減衰なし)-m0.1k20.zipへのリンク
Fig.2  k=5(N/m) Fig.3  k=20(N/m)

ここで表示されるグラフは、おもりの速度と時間の関係を示しています。

おもりの質量を変えた場合は・・・

振動系(減衰なし)-m0.2k5.zipへのリンク 振動系(減衰なし)-m0.4k5-1.zipへのリンク 振動系(減衰なし)-m0.4k5-2.zipへのリンク
Fig.4  m=0.2(kg) Fig.5  m=0.4(kg) Fig.6  m=0.4(kg)

3つのセルのうち、一番右側のアニメーションはおもりの速度とばねの位置変化を示しています。
よって、ばね定数を大きくする(質量は一定)と、振動が小さくなりばねに対する剛性が大きくなることが分かります。おもりの質量を変えた場合(ばね定数一定)は、ばねの位置も大きく変化し速度も増します。

なお、このアニメーションはvND上でアニメーションと同時にグラフを描く機能があります。