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2015年05月15日

空気抵抗を受けるバネの振動を表す曲線

【Excelショートカット豆知識】
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空気抵抗を受けるバネの振動を表す曲線


 exp(-x)sinx.gif

 これは物理学でよく見かける形です。空気抵抗を受けるバネの振動です。exp(-x) をそのまま乗じてしまうと、減衰が効きすぎてしまうので変数を1/10に抑えておきます。
 これを眺めていても別に面白くないので、以前(第6回)に出てきた y = sin(x 2) にexp(-x/10) を乗じてみますと・・・・・・

 exp(-x)sin(x^2).gif

 減衰しながら周期もどんどん短くなるというグラフが完成しました。

 次は sinx に x を乗じた関数のグラフを描いてみます:

 xsinx.gif

 これは理数系なら誰でも一度は見たことのあるグラフ。わざわざ描かなくても振幅が徐々に増していく三角関数だということは予測できます。この振幅増加を抑え込むために exp(-x/10)を乗じると・・・・・・

xexp(-xd10)sinx.gif

 一度振幅を増加させて、そのあと減衰させてゆくという関数ができあがります。指数関数の減衰効果のほうが一次関数の増大効果より大きいのです。
 

何となくの数学日記

 いつもグラフばかり並べていても無味乾燥になので、、「普通のブログなみに日記でも書いてみようかなあ」と、何となく思いました。今日はどうやって掲載するグラフを選んでいるのか、ということをこぼしてみたいと思います。はっきり言えば試行錯誤です。三角関数や指数関数・対数関数などを思いつくままに組み合わせて、「何か面白いグラフできないかなー」とエクセルに入力してみるのですが、そうそういつも面白いものが出力されるものでもありません。「これ、つまんない」と思えば即お蔵行きです。データが溜まるのもいやなので、消してしまいます。だいたい5回ぐらい試してみてそのうち1つぐらいが掲載に値するかなという感じです。ともかく普通の教科書には載っていないことを最低条件としています。でも載っているかもしれません。もしブログをお読みの方で「これ、載ってたよ」と気づいた方がおられれば、コメントをお寄せください。素直に「ごめんなさい」と謝ります。でもブログを読むのはやめないでくださいね。これからもよろしくお願いします。
   
posted by Blog Cat at 01:50 | Comment(0) | TrackBack(0) | 三角関数
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