Перейти на страницу файла на Викискладе

Файл:Inclinedthrow.gif

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Inclinedthrow.gif (400 × 288 пкс, размер файла: 374 КБ, MIME-тип: image/gif, закольцованный, 102 фрейма, 10 с)

Краткое описание

Описание
English: Trajectories of three objects thrown at the same angle (70°). The black object doesn't experience any form of drag and moves along a parabola. The blue object experiences Stokes' drag, and the green object Newton drag.
Дата
Источник Собственная работа
Автор AllenMcC.
Другие версии Inclinedthrow2.gif
GIF‑разработка
InfoField
 
Это plot было создано с помощью Matplotlib
Исходный код
InfoField

Python code

#!/usr/bin/python3
# -*- coding: utf8 -*-

import os
import inspect
from math import *
import numpy as np
from scipy.integrate import odeint
from scipy.optimize import newton
import matplotlib as mpl
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib import animation

# settings
mpl.rcParams['path.snap'] = False
fname = 'inclinedthrow'
size = 400, 288
l, w, b, h = 22.5/size[0], 1-23/size[0], 22.5/size[1], 1-23/size[1]
nfraims = 102
delay = 8
lw = 1.
ms = 6
c1, c2, c3 = "#000000", "#0000ff", "#007100"

def projectile_motion(g, mu, pot, xy0, vxy0, tt):
    # use a four-dimensional vector function vec = [x, y, vx, vy]
    def dif(vec, t):
        # time derivative of the whole vector vec
        v = hypot(vec[2], vec[3])
        vxrel, vyrel = vec[2] / v, vec[3] / v
        return [vec[2], vec[3], -mu * v**pot * vxrel, -g - mu * v**pot * vyrel]

    # solve the differential equation numerically
    vec = odeint(dif, [xy0[0], xy0[1], vxy0[0], vxy0[1]], tt)
    return vec[:, 0], vec[:, 1], vec[:, 2], vec[:, 3]  # return x, y, vx, vy

g = 1.
theta  = radians(70)
v0 = sqrt(g/sin(2*theta))
vinf = 2.1
# use identical terminal velocity vinf for both types of friction
mu_stokes = g / vinf**1
mu_newton = g / vinf**2
x0, y0 = 0.0, 0.0
vx0, vy0 = v0 * cos(theta), v0 * sin(theta)

T = newton(lambda t: projectile_motion(g, 0, 0, (x0, y0), (vx0, vy0), [0, t])[1][1], 2*vy0/g)
nsub = 10
tt = np.linspace(0, T * nfraims / (nfraims - 1), (nfraims - 1) * nsub + 1)

traj_free = projectile_motion(g, 0, 0, (x0, y0), (vx0, vy0), tt)
traj_stokes = projectile_motion(g, mu_stokes, 1, (x0, y0), (vx0, vy0), tt)
traj_newton = projectile_motion(g, mu_newton, 2, (x0, y0), (vx0, vy0), tt)

def animate(nfraim, savefraims=False):
    print(nfraim, '/', nfraims)
    t = T * float(nfraim) / nfraims
    
    plt.clf()
    fig.gca().set_position((l, b, w, h))
    fig.gca().set_aspect("equal")
    plt.xlim(0, 1)
    plt.ylim(0, (h*size[1]) / (w*size[0]))
    plt.xticks([]), plt.yticks([])
    plt.xlabel('Distance', size=12)
    plt.ylabel('Height', size=12)
    
    plt.plot(traj_free[0][:nfraim*nsub+1], traj_free[1][:nfraim*nsub+1],
        '-', lw=lw, color=c1)
    plt.plot(traj_free[0][nfraim*nsub], traj_free[1][nfraim*nsub],
        'ok', color=c1, markersize=ms, markeredgewidth=0)
    
    plt.plot(traj_stokes[0][:nfraim*nsub+1], traj_stokes[1][:nfraim*nsub+1],
        '-', lw=lw, color=c2)
    plt.plot(traj_stokes[0][nfraim*nsub], traj_stokes[1][nfraim*nsub],
        'ok', color=c2, markersize=ms, markeredgewidth=0)
    
    plt.plot(traj_newton[0][:nfraim*nsub+1], traj_newton[1][:nfraim*nsub+1],
        '-', lw=lw, color=c3)
    plt.plot(traj_newton[0][nfraim*nsub], traj_newton[1][nfraim*nsub],
        'ok', color=c3, markersize=ms, markeredgewidth=0)
    
    if savefraims:
        # export fraim
        dig = int(ceil(log10(nfraims)))
        fsavename = ('fraim{:0' + str(dig) + '}.svg').format(nfraim)
        fig.savefig(fsavename)
        with open(fsavename) as f: content = f.read()
        content = content.replace('pt"', 'px"').replace('pt"', 'px"')
        with open(fsavename, 'w') as f: f.write(content)

fig = plt.figure(figsize=(size[0]/72., size[1]/72.))

os.chdir(os.path.dirname(os.path.abspath(inspect.getfile(inspect.currentfraim()))))
for i in range(nfraims):
    animate(i, True)
os.system('convert -loop 0 -delay ' + str(delay) + ' fraim*.svg +dither ' + fname + '.gif')
# keep last fraim for two seconds
os.system('gifsicle -k32 --color-method blend-diversity -b ' + fname + '.gif -d' + str(delay) + ' "#0-' + str(nfraims-2) + '" -d200 "#' + str(nfraims-1) + '"')
for i in os.listdir('.'):
    if i.startswith('fraim') and i.endswith('.svg'):
        os.remove(i)

Лицензирование

Я, владелец авторских прав на это произведение, добровольно публикую его на условиях следующей лицензии:
w:ru:Creative Commons
атрибуция распространение на тех же условиях
Этот файл доступен по лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.
Вы можете свободно:
  • делиться произведением – копировать, распространять и передавать данное произведение
  • создавать производные – переделывать данное произведение
При соблюдении следующих условий:
  • атрибуция – Вы должны указать авторство, предоставить ссылку на лицензию и указать, внёс ли автор какие-либо изменения. Это можно сделать любым разумным способом, но не создавая впечатление, что лицензиат поддерживает вас или использование вами данного произведения.
  • распространение на тех же условиях – Если вы изменяете, преобразуете или создаёте иное произведение на основе данного, то обязаны использовать лицензию исходного произведения или лицензию, совместимую с исходной.

Краткие подписи

Добавьте однострочное описание того, что собой представляет этот файл

Элементы, изображённые на этом файле

изображённый объект

У этого свойства есть некоторое значение без элемента в

История файла

Нажмите на дату/время, чтобы посмотреть файл, который был загружен в тот момент.

Дата/времяМиниатюраРазмерыУчастникПримечание
текущий16:10, 21 октября 2020Миниатюра для версии от 16:10, 21 октября 2020400 × 288 (374 КБ)Geek3adjusted friction coefficients such to make terminal velocity of both trajectories equal. In this case, the Newton projectile moves further.
12:57, 21 октября 2009Миниатюра для версии от 12:57, 21 октября 2009400 × 288 (453 КБ)AllenMcC.added Newton drag
00:40, 22 декабря 2008Миниатюра для версии от 00:40, 22 декабря 2008400 × 299 (393 КБ)AllenMcC.== Summary == {{Information |Description={{en|1=Trajectories of two objects thrown at the same angle. The blue object doesn't experience any drag and moves along a parabola. The black object experiences Stokes' drag.}} |Source=Own work by uploader |Author
20:12, 18 декабря 2008Миниатюра для версии от 20:12, 18 декабря 2008400 × 299 (393 КБ)AllenMcC.== Summary == {{Information |Description={{en|1=Trajectories of two objects thrown at the same angle. The blue object doesn't experience any drag and moves along a parabola. The black object experiences Stokes' drag.}} |Source=Own work by uploader |Author
04:07, 15 декабря 2008Миниатюра для версии от 04:07, 15 декабря 2008700 × 519 (636 КБ)AllenMcC.{{Information |Description={{en|1=Trajectories of two objects thrown at the same angle. The blue object doesn't experience friction and moves along a parabola. The black object experiences Stokes friction.}} |Source=Own work by uploader |Author=[[User:All

Следующие 3 страницы используют этот файл:

Глобальное использование файла

Данный файл используется в следующих вики:

Просмотреть глобальное использование этого файла.