小型の二重振り子を2台まとめて作れる機会があり、納品前の動作チェックを
兼ねて実験をしてみました。
実験の目的は、小型二重振り子の振る舞いを大型の振る舞いに近づけたいと
いうことです。目標となる振る舞いは次のムービーのような感じ。
これに対して、先日製作した小型バージョンの振る舞いは次のような感じ。
運動が停止するまでの時間は小型でも申し分ないんですが、割と早く単調な
運動になってしまいます。願わくば、下の軸が、「もう落ち着いたかな？」と
思わせておいて、クルッと1回転するという動きが出来るようにしたい。
ちなみにこう思ったのは、師匠である島田一平先生に動画を見せたときの
感想が発端。弟子は師匠の首を縦に振りたい訳です。
腰を据えて、二重振り子の上下の軸のモーメントを手計算して、大型と小型の
モーメントの比が合うように調整すべきなのですが、なかなかじっくり取り組む
時間が作れず、納期という大人の事情もあるので、とりあえず、やってみようと
予備の部材を加工して、上の軸(以下、L1)は現状のまま、下の軸(以下、L2)の
質量を変えてみることにしました。
L2の縦方向の長さを変えると、同時に質量も変わってしまうので、今回はL2の
幅を細くして長さはそのままに質量だけを変えました。厳密に言ったら、幅の
違いも影響してくると思いますが、今回はその影響が無視できる程度と仮定して
ます。
というわけで、パラメータの数値含め、実験のムービーをどうぞ。
L2の質量m_L2が155gの方が、大型に近い運動をしています。しかし、質量が軽く
なったためか、速度を維持しずらく、振幅の減衰が早くなっている様子が伺えます。
そんな感じで目下、腕組み中です。
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