2024/6/1 9 ( 金 ) 懸垂線 ( 3 回目 ) ( c atenary) 懸垂線 ( カテナリー、紐を垂らしたときの曲線 ) ( 紐の左端を原点とする ) ■ 前提 ▼ 定義 g:重力加速度(m/s 2 ) ρ:紐の密度(kg/m) H:水平張力(N) y(x):懸垂線(カテナリー) y '(x):懸垂線の傾き ds:x~x+dx間の紐の長さ ▼ 懸垂線f(x) A, B:積分定数 λ = ρg/H, H = T(x)cosθ(x) = const. y (x) = (1/λ)cosh(λx + A) + B y '(x) = sinh(λx + A) ds = cosh(λx + A)dx ■ 導出 ▼ 定義 (x 1 ,y 1 ): 紐の右端の座標 (x 0 ,y 0 ): 紐の底の座標 ▼ 積分定数の決定 c osh(t) = {exp(t) + exp(- t )}/2 sinh(t) = {exp(t) - exp(- t )}/2 y (x) = (1/λ)cosh(λx + A) + B y '(x) = sinh(λx + A) 紐の底は水平なので y '(x 0 ) = sinh(λx 0 + A) = 0 sinh(λx 0 + A) = 0 λx 0 + A = 0 A = - λx 0 y (x) = (1/λ)cosh(λx - λx 0 ) + B y (x 1 ) = (1/λ)cosh(λx 1 - λx 0 ) + B = y 1 B = y 1 - (1/λ)cosh(λx 1 - λx 0 ) y (x) = (1/λ) { cosh(λx - λx 0 ) - cosh(λx 1 - λx 0 ) } + y 1 y '(x) = sinh(λx - λx 0 ) y(0) = 0 より y ( 0 ) = (1/λ) { cosh(λ・0 - λx 0 ) - cosh(λx 1 - λx 0 ) } + y 1 = (1/λ) { cosh( - λx 0 ) - cosh(λx 1 - λx 0 ) } + y 1 = 0 cosh(λx 1 -