Oscillation Characteristics and Computer Measurement of a Pendulum Whose String Touches a Parabola

左右に振動する単振子の糸の上部が，縮閉線である放物線に接する振子を試作し，コンピュータ測定を実施した。放物線はY=KX^(1/2)で表され，実験に選定した係数Kは，0.2，0.3，0.4，0.5の4種である。XYプロッタで型紙を描いたのち，厚さ10cmの発砲スチロール板に，放物線を写して電熱線で切り，各Kについて，左右一対を用意した。装置の上部で，2個の放物線が突き合わされ，その位置で糸の上端を固定し，下端に錘を吊すと，重力の作用のもと，錘は放物線の伸開線に沿って振動する。糸の長さは，20，30，40，50cmの4種を選んだ。縮閉線に糸が接して振動するとき，錘が，間隔4cmの2本の水平光線を切る一連の時刻を，1/250秒の精度でコンピュータ計測した。振幅に対する周期の特性を，実験結果とシミュレーションとで比較を行った。糸の長さをパラメータにして，振幅に対する周期変化率の数表を提供している。A trial equipment was made similar a cycloid pendulum devised by Christiaan Hyugens. The parabolic expressed by Y=KX^(1/2) was chosen as the evolute curve and four prototypes of K=0.2, 0.3, 0.4 and 0.5 were drawn by using a XY plotter. After cutting the foamed styrol plates 10 cm thickness with heating wire, the symmetrical evolute planes were mounted on the equipment. When a simple pendulum oscillates right and left, the string of the pendulum touched the evolute planes. The string lengths were 20, 30, 40 and 50cm. The weight of the pendulum chopped two rays apart four centimeters in a horizontal plane and the periods to amplitude were measured by a computer with the accuracy of 1/250 second. The experimental characteristics of period with increasing amplitude are compared to the results of simulation. The variation rates of period corresponding to each amplitude are offered as a table with the parameters of the string length