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書記が物理やるだけ#92 弦の振動におけるフーリエ変換

弦の振動を考えるために,フーリエ変換を活用する。


問題

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説明

フーリエ変換の説明:


スクリーンショット 2022-05-27 22.07.21


固定端,自由端でそれぞれ解は以下の通り。

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スクリーンショット 2022-05-27 22.08.24


モードの形は以下の通り。

スクリーンショット 2022-05-27 22.20.15


波動方程式は,多自由度の系の極限として対応づけられる。

スクリーンショット 2022-05-27 22.08.57


解答

境界条件により変わるポイントに注目。

物理やるだけ解答#092_page-0001


物理やるだけ解答#092_page-0002


具体的な計算を一つ。

物理やるだけ解答#092_page-0003


実際に近似したものがこちら(上から1項ずつ足している)。

スクリーンショット 2022-05-28 11.23.32


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Writer_Rinka
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