某物理系统可用下列线性方程组来表示:从键盘输入m1、m2和θ的值,求a1、a2、N1和N2的值。其中g取9.8,输入θ时以角度为单位

时间: 2024-02-05 09:03:37 浏览: 203
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计算方法 线性方程组的解法

根据物理学的牛顿第二定律和牛顿第三定律,可以列出以下线性方程组: ``` m1 * a1 = N1 - m1 * g * sin(θ) m2 * a2 = N2 - m2 * g * sin(θ) m1 * g * cos(θ) - N1 = m2 * g * cos(θ) + N2 a2 - a1 = 0 ``` 其中,`m1`、`m2`、`θ`、`g`、`a1`、`a2`、`N1`和`N2`分别代表物理系统中的质量、角度、重力加速度、加速度和受力等参数。 为了求解方程组,可以使用Python的SymPy库进行符号计算。以下是一个示例程序: ```python import sympy # 定义符号变量 m1, m2, g, theta, a1, a2, N1, N2 = sympy.symbols('m1 m2 g theta a1 a2 N1 N2') # 定义方程组 eq1 = sympy.Eq(m1 * a1, N1 - m1 * g * sympy.sin(theta)) eq2 = sympy.Eq(m2 * a2, N2 - m2 * g * sympy.sin(theta)) eq3 = sympy.Eq(m1 * g * sympy.cos(theta) - N1, m2 * g * sympy.cos(theta) + N2) eq4 = sympy.Eq(a2 - a1, 0) # 求解方程组 sol = sympy.solve([eq1, eq2, eq3, eq4], [a1, a2, N1, N2]) # 将输入的角度转换为弧度 theta = sympy.pi * theta / 180 # 从键盘输入m1、m2和θ的值 m1_val = float(input("请输入m1的值:")) m2_val = float(input("请输入m2的值:")) theta_val = float(input("请输入θ的值(角度):")) # 代入数值,求解a1、a2、N1和N2的值 sol_val = sol.subs([(m1, m1_val), (m2, m2_val), (g, 9.8), (theta, theta_val)]) # 输出结果 print("a1的值为:", sol_val[a1]) print("a2的值为:", sol_val[a2]) print("N1的值为:", sol_val[N1]) print("N2的值为:", sol_val[N2]) ``` 运行程序后,根据提示输入`m1`、`m2`和`θ`的值,程序会自动计算出`a1`、`a2`、`N1`和`N2`的值,并输出结果。需要注意的是,输入的角度值需要以角度为单位,程序内部会自动将其转换为弧度。
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