リサージュ曲線|高校理科・数学のデジタル教材

高校理科・数学のデジタル教材

リサージュ曲線

〜互いに直角な2つの単振動の合成がリサージュ曲線〜

はじめに

このページでは「リサージュ曲線」の使用方法等を説明します.

表示画面について


赤球が描く軌跡(灰色線)がリサージュ曲線です.

パラメータの設定について

以下の欄から係数a, bのパラメータ設定ができます.

表示の制御について

以下の欄から表示の制御ができます.

軌跡:チェック時にリサージュ曲線が表示されます(灰色線).
x, y成分:x, y成分(x, y方向の単振動)が各軸上に青球で表示されます.

最後に

リサージュ曲線は,互いに直角な2つの単振動の合成により描かれる曲線です.
(単振動:ばねの振動のような運動.「物理」で学習します.)

リサージュ曲線の媒介変数表示(a, b:係数)
x = sin(at)
y = sin(bt)

aとbの比が有理数で表されるとき(ex.aとbが整数で表されるとき),それぞれの方向の単振動の周期が整数比となるため,それぞれの周期の最小公倍数の周期で一定の閉曲線を描く.
Blackburn振り子(V字形の糸の先から別の糸が吊り下げられており,その先におもりがある振り子)はこの曲線を描く.おもりを砂の入れた容器に変え,容器の下に小さい穴を開けて振り子を揺らすと落ちる砂はリサージュ曲線を描く.
x軸方向に既知の周波数の交流電圧をかけ,y軸方向に未知の周波数の交流電圧をかけるとき,オシロスコープで測定されるリサージュ曲線の図形より,未知の周波数を求めることができます.
ブラックバーン振り子
ブラックバーン振り子

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