■楕円曲線と弾性曲線(その3)
[Q]自重のみの影響で垂れ下がる鎖の形は何か?
[A]2点を結ぶ長さ一定の平面曲線の中で,位置エネルギーを最小にする曲線は何かという問題と同値.放物線y=x^2ではなく,カテナリー(懸垂線)となる.
====================================
[Q]縄跳びの縄の形は何か? (縄はいつも全体がひとつの平面内に入っているものとする,遠心力が重力に比べて十分大きいことを仮定している).
[A]yの微分がyの4次多項式の平方根
dy/dx=(yの4次多項式の平方根)
∫dy/(yの4次多項式の平方根)=∫dx=x
左辺は楕円積分,右辺はxであるから,yをxの関数として書けば,楕円積分の逆関数=楕円関数のグラフになる.
dy/dx={(1−y^2)(1−k^2y^2)}^1/2
y=sn(x,k)
y=sn(K(k)x,k)
====================================