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澳洲留學(xué)生如何使用Python建立彈丸運(yùn)動模型?

發(fā)布時(shí)間:2023-10-29 18:16

一般來說,物理學(xué)是一門研究事物如何運(yùn)作以及它們在我們?nèi)粘I钪腥绾芜\(yùn)作的學(xué)科。當(dāng)您研究宇宙起源這樣復(fù)雜的問題時(shí),它可以幫助您解釋工作中的物理和力這樣簡單的問題。我們預(yù)測事物運(yùn)動的能力,尤其是預(yù)測彈丸速度的能力,是物理學(xué)和運(yùn)動學(xué)最基本、最有價(jià)值的應(yīng)用之一。當(dāng)一個(gè)物體投射到地球表面附近并沿著彎曲路徑運(yùn)動時(shí),我們稱之為拋射運(yùn)動(通常是拋物線路徑)。使用Python建立射彈運(yùn)動模型通常是一項(xiàng)艱巨的任務(wù),因?yàn)槲锢韺W(xué)是一門需要在各個(gè)方面都精益求精的學(xué)科。Python建立射彈運(yùn)動模型
一、射彈運(yùn)動模型的特性
在射彈運(yùn)動模型中運(yùn)動的物體具有固定的水平速度和不斷變化的垂直速度。這種組合產(chǎn)生的軌跡總是拋物線。在X方向,綠球代表恒定速度;在Y負(fù)方向,紅球代表恒定的重力加速度。藍(lán)球代表彈射運(yùn)動;其x坐標(biāo)始終與綠球的x坐標(biāo)相同,其y坐標(biāo)始終與紅球的y坐標(biāo)相同。如圖所示,運(yùn)動軌跡為拋物線。
如前所述,無論考慮Y方向還是X方向,物體完成運(yùn)動所需的時(shí)間都是相同的。這對彈射運(yùn)動有一個(gè)有趣的意義,特別是當(dāng)垂直速度在開始時(shí)為零時(shí)。物體下落到最終高度所需的時(shí)間與開始水平拋射運(yùn)動所需的時(shí)間相同。因此,水平拋出的球與從相同高度落下的球到達(dá)地面的時(shí)間相同。
這一論點(diǎn)可以擴(kuò)展為:在拋射運(yùn)動中,水平運(yùn)動的距離與僅有水平速度的物體的水平運(yùn)動距離相同。
二、解決彈射模型運(yùn)動問題的方法
1.將所給問題繪制成圖。
圖中的任何信息都應(yīng)標(biāo)注并包含在內(nèi)(如距離、速度等)。
2.將問題分為x和y兩個(gè)部分。
為了更好地排列數(shù)據(jù),請制作表格。
確定需要求解的變量,然后使用適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動方程求解缺失的數(shù)據(jù)。
3.拋射物的類型 斜拋射運(yùn)動
當(dāng)物體與水平面成一定角度投射時(shí),我們稱之為斜投影。斜投影是這種物體投影的名稱。
4.水平拋射運(yùn)動
水平運(yùn)動是指由外力引起的水平面內(nèi)的拋射運(yùn)動。一個(gè)恒定的垂直重力作用在彈丸上,與水平力無關(guān),并將其發(fā)射出去。
5.彈丸在傾斜平面上的運(yùn)動
彈丸在斜面上的運(yùn)動 斜面限制了彈丸的向上運(yùn)動。返回點(diǎn)為(OQ,0),其中OQ為彈丸返回投影水平面時(shí)的水平范圍。
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