Две массы, соединенные пружиной ... пытающиеся симулировать полет, но испытывающие трудности

Question

У нас есть две массы одинаковой массы 0,1 кг, соединенные жесткой пружиной с k = 10 ^ 5 Н / м.Длина покоя пружины (и начальное расстояние между двумя массами) составляет d0 = 0,15 м

Масса 1 имеет начальную скорость (2,77, 1,25, 0) м / с, а масса 2 имеет начальную скорость (1,25)., 4, 0) м / с.

Я хочу написать код, который имитирует полет этой системы под действием силы тяжести, игнорируя сопротивление воздуха.Я также хочу поместить третью сферу, расположенную в центре масс системы.

Вот что я написал до сих пор:

from visual import *

mass1 = sphere(radius = 0.01)
mass2 = sphere(pos = (0.15, 0, 0), radius = 0.01)
COM = sphere(pos = (0.15/2, 0, 0), radius = 0.01)

mass1.m = 0.1
mass2.m = 0.1

k = 1*10**5

mass1.v = vector(2.77, 1.25, 0)
mass2.v = vector(1.25, 4, 0)

mass1.p = mass1.v*mass1.m
mass2.p = mass2.v*mass2.m

dt = 0.0001
t = 0

while 1:
    g = 9.8
    d = (mass1.pos-mass2.pos)/mag(mass1.pos-mass2.pos)

    Ft12 = mass1.m*d*k*0.15
    Ft21 = mass2.m*d*k*0.15

    Fnet = Ft12 + Ft21

    mass1.p += Fnet*dt
    mass2.p += Fnet*dt

    mass1.vA = 0.5*(mass1.v + (mass1.p/mass1.m))
    mass2.vA = 0.5*(mass1.v + (mass2.p/mass2.m))

    mass1.pos += mass1.vA*dt
    mass2.pos += mass2.vA*dt
    COM.pos = (mass1.pos-mass2.pos)/2 + mass1.pos

    t += dt

Ft12 - сила натяжения от шара1 - шар 2, а Ft21 - от 2 до 1. Конечно, я бы не стал публиковать это, если бы получал точные результаты, но я даже не получаю результаты, которые я могу легко наблюдать.Экран очень быстро гаснет, и у меня нет шансов увидеть, что происходит.Я в основном хочу, чтобы эту систему «бросили» под действием силы тяжести, в которой вы можете себе представить, что траектория СОМ будет траекторией параболы.Любая помощь будет оценена.Если я неправильно понял силы или мне нужно добавить их в некоторых местах, пожалуйста, дайте мне знать!

Спасибо всем!

Answer 1

У меня есть серьезные сомнения по поводу этой строки:

dt += 1

Я думаю, dt - шаг по времени.Вы увеличиваете временной шаг на секунду каждый раз вокруг цикла.Обычно вы увеличиваете время:

t += dt

, но у вас еще нет переменной времени.Как только ваш временной шаг станет большим, весь ад вырвется на свободу.Сейчас я просто удалил бы строку dt += 1.

Что касается остальной части кода, я не рассматривал его подробно и не могу догадаться, что означает ваша запись.В коде могут быть и другие проблемы.

Answer 2

У вас нет времени ожидания, когда вы задерживаете анимацию.Поскольку сферы со временем исчезают с экрана (я на самом деле не смотрел на его физику, поэтому не знаю, хотите ли вы этого) и поскольку у вас нет задержки между временными шагами - они, кажется, исчезают мгновенно.

Если вы

from time import sleep

, вы можете вместо этого запустить следующий цикл

dt = 0.0001
for step in range(1000):
    g = 9.8
    d = (mass1.pos-mass2.pos)/mag(mass1.pos-mass2.pos)

    Ft12 = mass1.m*d*k*0.15
    Ft21 = mass2.m*d*k*0.15

    Fnet = Ft12 + Ft21

    mass1.p += Fnet*(dt*step)
    mass2.p += Fnet*(dt*step)

    mass1.vA = 0.5*(mass1.v + (mass1.p/mass1.m))
    mass2.vA = 0.5*(mass1.v + (mass2.p/mass2.m))

    mass1.pos += mass1.vA*(dt*step)
    mass2.pos += mass2.vA*(dt*step)
    COM.pos = (mass1.pos-mass2.pos)/2 + mass1.pos
    sleep(0.5)

Я удалил только while (1), потому что мне не нравятся бесконечные циклы = P

Это, по крайней мере, позволяет вам увидеть, что делают эти три сферы, чтобы вы могли проверить, ведут ли они себя так, как вы ожидаете.