Fil:Inclinedthrow.gif
Från Wikiskola
Hoppa till navigering
Hoppa till sök
Inclinedthrow.gif (400 × 288 pixlar, filstorlek: 374 kbyte, MIME-typ: image/gif, upprepad, 102 bildrutor, 10 s)
Den här filen är från Wikimedia Commons och kan användas av andra projekt. Beskrivningen på dess filbeskrivningssida där visas nedan.
Sammanfattning
BeskrivningInclinedthrow.gif |
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. |
Datum | |
Källa | Eget arbete |
Skapare | AllenMcC. |
Andra versioner | Inclinedthrow2.gif |
GIF utveckling InfoField | Den här GIF bilden skapades med Matplotlib |
Källkod 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]
nframes = 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 * nframes / (nframes - 1), (nframes - 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(nframe, saveframes=False):
print(nframe, '/', nframes)
t = T * float(nframe) / nframes
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][:nframe*nsub+1], traj_free[1][:nframe*nsub+1],
'-', lw=lw, color=c1)
plt.plot(traj_free[0][nframe*nsub], traj_free[1][nframe*nsub],
'ok', color=c1, markersize=ms, markeredgewidth=0)
plt.plot(traj_stokes[0][:nframe*nsub+1], traj_stokes[1][:nframe*nsub+1],
'-', lw=lw, color=c2)
plt.plot(traj_stokes[0][nframe*nsub], traj_stokes[1][nframe*nsub],
'ok', color=c2, markersize=ms, markeredgewidth=0)
plt.plot(traj_newton[0][:nframe*nsub+1], traj_newton[1][:nframe*nsub+1],
'-', lw=lw, color=c3)
plt.plot(traj_newton[0][nframe*nsub], traj_newton[1][nframe*nsub],
'ok', color=c3, markersize=ms, markeredgewidth=0)
if saveframes:
# export frame
dig = int(ceil(log10(nframes)))
fsavename = ('frame{:0' + str(dig) + '}.svg').format(nframe)
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.currentframe()))))
for i in range(nframes):
animate(i, True)
os.system('convert -loop 0 -delay ' + str(delay) + ' frame*.svg +dither ' + fname + '.gif')
# keep last frame for two seconds
os.system('gifsicle -k32 --color-method blend-diversity -b ' + fname + '.gif -d' + str(delay) + ' "#0-' + str(nframes-2) + '" -d200 "#' + str(nframes-1) + '"')
for i in os.listdir('.'):
if i.startswith('frame') and i.endswith('.svg'):
os.remove(i)
|
Licensiering
Jag, upphovsrättsinnehavaren av detta verk, publicerar härmed det under följande licens:
Denna fil har gjorts tillgänglig under licensen Creative Commons Erkännande-Dela Lika 3.0 Generisk
- Du är fri:
- att dela – att kopiera, distribuera och sända verket
- att remixa – att skapa bearbetningar
- På följande villkor:
- erkännande – Du måste ge lämpligt erkännande, ange en länk till licensen och indikera om ändringar har gjorts. Du får göra det på ett lämpligt sätt, men inte på ett sätt som antyder att licensgivaren stödjer dig eller din användning.
- dela lika – Om du remixar, transformerar eller bygger vidare på materialet måste du distribuera dina bidrag under samma eller en kompatibel licens som originalet.
Objekt som porträtteras i den här filen
motiv
Denna egenskap har ett värde, men det är okänt
15 december 2008
Filhistorik
Klicka på ett datum/klockslag för att se filen som den såg ut då.
Datum/Tid | Miniatyrbild | Dimensioner | Användare | Kommentar | |
---|---|---|---|---|---|
nuvarande | 21 oktober 2020 kl. 16.10 | 400 × 288 (374 kbyte) | wikimediacommons>Geek3 | adjusted friction coefficients such to make terminal velocity of both trajectories equal. In this case, the Newton projectile moves further. |
Filanvändning
Följande sida använder den här filen:
Hämtad från ”https://wikiskola.se/index.php/Fil:Inclinedthrow.gif”