Python绘制考虑空气阻力的自由落体运动动画简单的
时间: 2024-03-03 10:48:13 浏览: 35
首先,我们需要导入需要使用的库,包括matplotlib、numpy和animation:
```python
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import matplotlib.animation as animation
```
然后我们定义一些常量,包括重力加速度、初始速度、初始位置等等:
```python
g = 9.8 # 重力加速度
v0 = 20 # 初始速度
h0 = 100 # 初始高度
t_max = 10 # 最大时间
dt = 0.01 # 时间步长
```
接下来我们可以定义一个函数来计算自由落体的运动轨迹,考虑空气阻力的影响。这个函数接受一个时间参数t作为输入,返回此时的高度和速度:
```python
def free_fall(t):
v = v0 - g*t
h = h0 - v0*t + 0.5*(v0+v)*t
return h, v
```
接着我们可以定义一个函数来初始化动画,并返回需要更新的图像:
```python
def init():
line.set_data([], [])
return line,
```
然后定义一个函数来更新动画中的图像:
```python
def update(frame):
t = frame * dt
x, y = [], []
h, v = free_fall(t)
x.append(0)
y.append(h)
line.set_data(x, y)
return line,
```
最后我们可以使用matplotlib的animation模块来生成动画:
```python
fig, ax = plt.subplots()
ax.set_xlim(0, 100)
ax.set_ylim(0, 100)
line, = ax.plot([], [], 'o-', lw=2)
ani = animation.FuncAnimation(fig, update, frames=int(t_max/dt), init_func=init, blit=True)
plt.show()
```
这样我们就实现了一个考虑空气阻力的自由落体运动动画。
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