床を転がるコインのシミュレーションを、
リングや厚さのある中空円筒に拡張したもの。
中空の大きさや円筒の厚さは形状パラメタで変えることができる。
散逸は、コインの場合と同様に角速度の減衰として導入した。
また、床との接点で「スリップ無し」と「スリップ有り」の条件を
ボタンで選択できるようにした。
「スリップ有り」の場合は、抵抗係数を $k$ として
抵抗力(摩擦力)$\vec F$ が床上でのスリップ速度 $\vec v_{\rm slip}$ より
\[
\vec F = -k\, \vec v_{\rm slip}
\]
で与えられる。
「スリップ無し」の場合は $\vec v_{\rm slip}=0$ で抵抗係数 $k\to\infty$
に対応する。「スリップ有り」で $k$ を大きくすると $\vec v_{\rm slip}$
が小さくなり、スリップ無しの条件に近くなる。
パラメーターの数値は、リングの半径 $a$、質量 $M$、重力の加速度 $g$ を単位、
すなわち $a=M=g=1$とした単位系による。
実際に解いた方程式は 計算ノート
を参照のこと。
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