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J-GLOBAL ID：201702284310183448   整理番号：17A0605057

ニュートンのゆりかごの非線形音響モデル

Nonlinear Acoustic Model of Newton’s Cradle

著者 (3件)： 小塚晃透 (愛知工大 工) ,  佐藤正典 (本多電子) ,  安井久一 (産業技術総合研 中部セ)
資料名： 電子情報通信学会技術研究報告  (IEICE Technical Report (Institute of Electronics, Information and Communication Engineers))
巻： 117  号： 14(US2017 1-13)  ページ： 47-52  発行年： 2017年04月20日 
JST資料番号： S0532B  ISSN： 0913-5685  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 短報  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： ニュートンのゆりかごの非線形音響モデルを提案する。2つのボールのピンポイント衝突は弾性波を発生しボール列を約600m/sで伝搬する。φ45mmのボールが5個で距離は225mmであり,伝搬時間は0.375msとなり,第一のコンタクトから0.375ms後に第5のボールが飛ばされる。弾性波は第1と第2のボールが衝突したピンポイントから発生し第4と第5の衝突するピンポイントに集束する時間反転現象である。必要条件は運動量とエネルギーの保存則であり,十分条件としてピンポイント衝突による弾性波の発生がある。この弾性波は波として伝搬するか,あるいは熱として散逸する。ニュートンのゆりかごでは弾性波の発生によって動作が決定されると考えられ,無数にある運動量とエネルギー保存則を満たす動作は起きない。実際に実験すると,はじめは第1と第5のボールが交互に飛び跳ねる理想的ゆりかご運動になる。次にボール間の小刻みな衝突が生じた状態でゆりかご運動し,やがて5個が一緒になって振れる。ボール間にわずかな隙間ができた状態でもゆりかご運動は持続する。小刻み衝突音は連続打音となりジッと聞こえる場合もあった。(著者抄録)

シソーラス用語： *モデル ,  音響特性 ,  *玩具 ,  弾性波 ,  *波動伝搬 ,  ソリトン ,  音波センサ
準シソーラス用語： *ニュートンのゆりかご ,  *音響モデル ,  超音波センサ ,  非線形モデル

分類 (1件)： 振動伝搬  (BB02040K)

引用文献 (9件)：

• F. Herrmann, P. Schm?lzle, ”A simple explanation of a well-known collision experiment,” Am. J. Phys. 49, 761 (1981).
• F. Herrmann, M. Seitz, ”How does the ball-chain work?” Am. J. Phys. 50, 977 (1982).
• Fermi-Pasta-Ulam problem; https://en.wikipedia.org/wiki/Fermi%E2%80%93Pasta%E2%80%93Ulam_problem.
• F. Menger and S. Rizvi, ”Sonic beam model of Newton’s cradle,” Physics Education, 51, 045003, (2016).
• R. Cross, Comment on ’Sonic beam model of Newton’s cradle’, Phys. Ed. 51, 066501, (2016).

タイトルに関連する用語 (4件)： ニュートン ,  かご ,  非線形 ,  音響モデル