Question

我正在为我的物理课做一个教程。

我做了一个程序，应该在一个弹簧移动的盒子上有一个推车，应该减速停止，然而，当我运行时，看起来春天正在加速推车（无论我做哪个事情）否定。）

我听说vPython舍入数字可能是一个问题导致加速，如果这是真的，我可以让所有数字大1000倍并修复吗？

谢谢！

from visual import *
from visual.graph import *

length=1.0

track=box(pos=vector(0,-0.05,0),
          size=(length, 0.05, 0.10),
          material=materials.bricks,)

# creates the track which is "length"meters in the
# x direction, 0.05m tall, and 1m deep
start=-0.5*length+0.05

cart=box(pos=vector(start+0.01,0,0),
         size=(0.1,0.05,0.1),
         color=color.green)
k=-4
#spring constant

sprL=(start-0.05)-0.1

#sets position of left end of spring
spring=helix(pos=(sprL,0,0),
             axis=((cart.x-0.05)-sprL,0,0),
             radius=0.02,
             color=color.yellow)

cart.m=0.70
#mass of cart
cart.vel=vector(0,0,0)
#initial velocity of cart
cart.force = k*(cart.x)*vector(1,0,0) 
#force of the spring
cart.accel=cart.force/cart.m
#acceleration of the cart taking into account the fan
t=0
deltat=0.01
end=0.5*length-0.05
#defining the end of the track
gdisplay(x=100,
         y=500,
         xtitle='time (sec)',
         ytitle='X (cyan), Px (red)')

xcurve = gcurve(color=color.cyan)
pcurve= gcurve (color=color.red)

while cart.x<end+0.01 and (cart.x>(start-0.01)):
    #we include -0.01 so the cart does not fail immediately upon start...
    cart.pos = cart.pos + cart.vel*deltat+(0.5)*(cart.accel)*deltat**2
    #x equals x naught plus v times delta t plus one half a delta t squared
    #note that ** means "to the power of"
    xcurve.plot(pos=(t,cart.x))
    pcurve.plot(pos=(t,cart.vel.x))
    cart.vel=cart.vel+cart.accel*deltat
    #new velocity is old velocity plus acceleration times time
    cart.force=k*(cart.x)*vector(1,0,0)
    cart.accel=cart.force/cart.m
    spring.axis=((cart.x-0.05)-sprL,0,0)    
    t=t+deltat
    #increments time
    rate(100)
    #rate means no more than 100 loops per second

Answer 1

你的系统中没有耗散力（一个从中泄漏能量的力量）。等式F = -kx节省了能量（这是你有点迂回编码的等式，代表弹簧施加在物体上的力）。请注意，这里的等式并不意味着力总是负的，它只是指向cart.pos的相反方向。这就是你获得正弦运动的方法。

物体需要耗散力才能实际减速。对于某个常量F = -kx -bv，b代表了这个典型的例子，v是对象的速度。这表示你的春天被流体（空气/水/任何你喜欢的东西）减速。

在这种情况下，对代码的最小更改将在您的循环中：

    cart.force=(k*(cart.x)-0.1*cart.vel.x)*vector(1,0,0)

这会产生一个欠阻尼系统，试用一个过阻尼系统，你可以设置0.1到10。

减缓物理挑战弹簧

1 个答案: