第9堂課
虎克定律
定義:在彈性限度內,彈簧伸長量與其所受外力成正比。
公式:外力=彈力係數 X 伸長量
F= - k*△x = m * a
a = -(k/m)*△x
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 | # -*- coding: utf8 -*-
# 匯入視覺化套件
from vpython import *
# 1. 參數設定
# 木塊質量 0.5 kg
m = 0.5
# 彈簧的彈性係數 10 N/m
k = 10.0
# 時間間隔
dt = 0.001
# 2. 畫面設定
# 畫布
scene = canvas(width=1000, height=1000, background=vector(0.5,0.6,0.5))
# 地板
floor = box(length=3, height=0.01, width=1, texture=textures.stucco)
# 牆面
wall = box(length=0.01, height=0.5, width=1, texture=textures.stucco)
# 木塊
square = box(length=0.2, height=0.2, width=0.2, texture=textures.wood)
# 彈簧
spring = helix(radius=0.06, coils=15, thickness = 0.03)
# 設定地板位置
floor.pos = vector(0, 0, 0)
# 設定牆面位置
wall.pos = vector(-floor.length/2, wall.height/2, 0)
# 設定木塊位置
square.pos = vector(0, square.height/2, 0)
# 設定木塊初速
square.v = vector(2,0,0)
# 設定彈簧位置
spring.pos = vector(-floor.length/2, square.height/2,0)
# 設定彈簧軸線(長度)
spring.axis = square.pos-spring.pos
# 取得彈簧原長
spring.L = spring.length
# 3. 運動部分
while True:
rate(1000)
#彈簧的加速度 a= ( k / m ) * 彈簧的伸長量 * 彈簧的反方向
square.a = -(k/m)*(spring.length-spring.L) * spring.axis.norm()
square.v = square.v + square.a*dt
square.pos = square.pos + square.v * dt
#求出彈簧的長度
spring.axis = square.pos-spring.pos
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作業
請畫出時間與木塊x座標位置關係圖
作業
請畫出z軸的時間位置圖,如下圖。
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