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バウンスボールは単純な高調波運動の例ですか?

バウンスボールは ではありません 単純な高調波運動(SHM)の完璧な例。その理由は次のとおりです。

* shmには、変位に比例した回復力が必要です。 SHMでは、オブジェクトを平衡に引き戻す力は、オブジェクトが平衡位置からどの程度変位しているかに直接比例します。跳ね返るボールの場合、回復力は地面との衝突によるものであり、これはバウンスの高さに比例しません。

* 摩擦と非弾性衝突によるエネルギー損失。 跳ね返るボールは、空気との摩擦と地面との弾力的な衝突により、各跳ね返りでエネルギーを失います。このエネルギーの損失は、バウンスの振幅(高さ)を経時的に減少させますが、これはSHMの特徴ではありません。

* 非シヌソイド運動。 ボールの動きはやや周期的に見えるかもしれませんが、それは本当に正弦波ではありません。特にバウンスが完全に弾力性がない場合、パスの形状はより複雑です。

ただし、特定の条件下で跳ね返るボールはshmとして近似できます:

* 完全に弾力性のある衝突: エネルギーの損失を無視し、地面との完全に弾力性のある衝突を想定すると、ボールの動きはSHMに近づきます。回復力はボールの圧縮に比例し、動きは正弦波になります。

* 小さな振幅: 小さなバウンスハイツの場合、ボールの動きは、近似と見なされるようにSHMに十分近い場合があります。

結論:

跳ね返るボールはSHMの完全な例ではありませんが、特定の理想的な条件下でそのように近似することができます。ただし、バウンスボールの実際のシナリオは、エネルギー損失と非理想的な衝突により、より複雑です。

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