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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』「2013/02/07 00:14:50」(JST)
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角周波数
angular frequency |
|
量記号 |
ω |
次元 |
T −1 |
種類 |
スカラー |
SI単位 |
ラジアン毎秒 (rad/s) |
テンプレートを表示 |
古典力学 |
運動の第2法則
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歴史 |
分野 |
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表・話・編・歴
|
角周波数(かくしゅうはすう、角振動数、円振動数とも)は物理学(特に力学や電気工学)において、回転速度を表すスカラー量。角周波数は、ベクトル量である角速度の大きさにあたる()。SI単位系では、角周波数はラジアン毎秒の単位で表され、次元は角度が無次元量であるためである。
定義
一回転は2πラジアンに等しいため、角周波数は
である。ここで
- は、角周波数(単位: ラジアン毎秒)。
- は、角度(単位: ラジアン)。
- は、周期(単位: 秒)。
- は、周波数(単位: ヘルツ)。
- は、回転軸の接線方向への速度(単位: メートル毎秒)。
- は、回転半径(単位: メートル)。
定義から角周波数は時間の関数である場合がありえるが、一般に角周波数(角振動数)は等速円運動やその射影である単振動でのみ用いられることが多い。時間とともに角周波数が変化する場合には、より一般化したベクトル量の角速度を用いる。
周波数と角周波数の関係
角周波数は通常の周波数を単純に倍したものに過ぎない。即ち、秒あたりの回転数である。しかし、角周波数を用いることで数式の中にπが多数表れてしまうのを防ぐことができ、多くの応用においては通常の周波数よりも角周波数のほうが好ましい。実際角周波数は物理学の多くの分野(例えば量子力学や電磁力学)において、周期的な現象を記述するために用いられている。
具体例
単振動
例えば代表的な単振動の方程式は角周波数を用いて
である。この式を通常の周波数(一秒あたりの回転数)を用いて書き直すと
となる。元の式と比較すると、余分なの因子をつけなければならないことがわかる。
また、小さな振動や減衰が無視できる振動を表すよく目にする表現として
がある。ここで
ばね定数(単位: ニュートン毎メートル)
物体の質量(単位: キログラム)。
このは固有振動数(固有周波数)とよばれる。
LC回路
LC回路における角周波数は静電容量(単位: ファラド)にインダクタンス(単位: ヘンリー)をかけたものの逆数の平方根である。即ち
である。
関連項目
参考文献
- 有山正孝『振動・波動(基礎物理学選書8)』裳華房,1986.3,ISBN 9784785321093
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Japanese Journal
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- 世戸 憲治,野中 泰二郎
- 北海学園大学工学部研究報告 36, 95-112, 2009-02-20
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- 衝撃荷重を受ける半無限弾性体の解析解 : 平面歪みの場合
- 世戸 憲治,野中 泰二郎
- 北海学園大学工学部研究報告 35, 27-47, 2008-02
- … 半無限弾性体の表面上に無限に長い帯状領域をとり,この領域に,時間的にデルタ関数で表わせるような衝撃力が加わった場合の弾性体に発生する変位を解析的な形で求めた.このときの解は,一般に,波数鳶と角振動数ωに関する二重積分の形となるが,ω積分の方は解析的に実行可能であり,でき得る限りコンパクトな形の解を求めることにした,κ積分の方は解析的に実行するには非常に煩雑であり,この積分に関しては,コン …
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- 物理学 - 固有振動数と、固有角振動数の違いがよくわかりません。 角振動数は振動数に2πをかけたものだということはわかるのですが それぞれどのような特徴があるのでしょうか? 角振動数が角速度と同じ意
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