1.力と運動

慣性系では、エネルギー(運動エネルギー+位置エネルギー)が保存します。運動量も保存量です。こういったことを考えながら、教材を眺めてみてください。 2体問題と3体問題は本質的に違いそうだということが見えるでしょうか。3体問題の軌道は複雑な振る舞いをしますね。

1.1 重力と運動

摩擦が無いため、日常の体験とは異質な感じがするでしょうか?
 ・ 打ち出した球同士は衝突しません。
 ・ 重力の効果を入れたり切ったりしてみましょう。
 ・ 連射するとおもしろいかも?

1.2 弾むボール

衝突時にボールの持つエネルギーが壁に渡されると、ボールの持つエネルギーは減少します。
 ・ 速度ベクトルを表示してみましょう。
 ・ 衝突係数を変えてみましょう。
 ・ 初速の大きさと向きを変えてみましょう。
 ・ ボールをマウスでドラッグして最初の位置を変えることもできます。

1.3 力のつりあい

台上の重りにかかる重力、垂直抗力、紐の張力がどのようにつりあっているのかを調べます。
 ・ 台の角度を変えてみましょう。
 ・ 重りの質量を変えてみましょう。

1.4 単振り子

紐のぶら下げられた球でできた振り子の運動を調べます。球の重さを変更すると、開始時とリセット時に反映されます。
 ・ 静止系で見たときに球にかかる重力と紐の張力の合力はどうなりますか。
 ・ 球と共に動く系では、球にかかる力はどうなるべきですか。

1.5 万有引力

球が地球に及ぼす重力は無視していると考えるか、地球の静止系から見ていると考えてください。
慣性系ではありませんから、運動量は保存しません。
 ・ 打ち出した球同士の重力は無視しています。
 ・ 連射するとおもしろいかも?

1.6 2体問題

万有引力が働いている2つの球からなる2体系を慣性系から眺めます。エネルギー、運動量が保存していそうか考えましょう。
 ・ サンプルボタン1〜3を押してみましょう。各球が規則的な動きをするのが分かるでしょうか。
 ・ マウスで適当にドラッグして球を投げることもできます。

1.7 3体問題

万有引力が働いている3つの球からなる3体系を慣性系から眺めます。2体の場合と異なり非常に複雑な軌道を描きますね。赤い球の運動に注目してください。
 ・ サンプルボタン1〜3を押してみましょう。
 ・ 赤球の軌道を表示すると分かりやすいと思います。
 ・ マウスで適当にドラッグして球を投げることもできます。