Java Appletsによる振動と波動の可視化

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概要

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理系基礎としての古典力学の中から連続体の振動と波動をとりあげ,基準振動,固有振動モードとともに差分による数値解法にも焦点をあてた教材としてJava Appletsを開発した.具体的に,3質点とばねからなる連成振動の数値解法やノーマルモードとともに1次元の弦の振動・波動のFourier級数展開法や数値計算法を取り上げた.そこで,Fourier展開の有限項近似による誤差や数値積分の不安定条件なども取りあげた. また, 波動方程式のダランベール解も取り上げるとともに,両端が固定された弦の振動も方向の異なる2つの波動の重ね合わせで表現されることを示した。2次元膜の振動についても,同様なFourier級数展開や数値積分による解法を議論した. これらのJava Appletsを使った可視化により,連続媒体の振動と波動の現象を統一的に波動方程式を通して理解することができるようになると期待される.
2011-03-11

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