振り子の波
長さを少しずつ変えた振り子を同時に放すと、ずれが広がって波やうねりの模様が現れ、決まった時間がたつとまた全部がそろう。
解説
周期は長さで決まる
振れ幅が小さいとき、単振り子の周期は T ＝ 2π√(L/g) で表せる。L は振り子の長さ、g は重力加速度である。
振れ幅が十分に小さければ、周期はおもりの重さにも振れ幅にもよらない。これを振り子の等時性という。
振れ幅が大きくなると、周期は少しずつ長くなる。
長さを少しずつ変えて並べる
振り子の波は、長さが少しずつ違う振り子を一列に並べた実験装置である。
決まった時間 t のあいだに、1 本目が n 回、2 本目が n ＋ 1 回というように、となりの振り子が 1 回ずつ多く往復するよう長さを決める。
動き出すと振り子どうしのずれがどんどん変わり、進む波や止まった波、ばらばらな動きのように見える。時間 t がたつと全部の振り子がそろう。
歴史と数字の例
最初の振り子の波は、1867 年ごろにエルンスト・マッハがプラハでつくった。
よく使われる設定は t ＝ 60 秒。このとき長さは L ≒ 894/n² m で求められる。
たとえば、60 秒で 60 回往復する振り子は周期 1.000 秒で、長さは約 0.248 m になる。