生成代码 用极坐标计算三体问题 c语言
时间: 2024-06-09 11:06:29 浏览: 141
牛顿-拉夫逊迭代法极坐标潮流计算C语言程序.doc
以下是使用极坐标计算三体问题的C语言代码:
```c
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define G 6.67408E-11 //引力常数
//求两点之间的距离
double distance(double x1, double y1, double x2, double y2)
{
return sqrt(pow(x1 - x2, 2) + pow(y1 - y2, 2));
}
//求两点之间的角度
double angle(double x1, double y1, double x2, double y2)
{
return atan2(y2 - y1, x2 - x1);
}
//计算三体之间的引力
void gravity(double m1, double x1, double y1, double m2, double x2, double y2, double *fx, double *fy)
{
double r = distance(x1, y1, x2, y2);
double a = angle(x1, y1, x2, y2);
double f = G * m1 * m2 / pow(r, 2);
*fx = f * cos(a);
*fy = f * sin(a);
}
int main()
{
double m1 = 5.97E24; //地球质量
double m2 = 1.99E30; //太阳质量
double m3 = 7.34E22; //月球质量
double x1 = 147095000000; //地球到太阳的距离
double x2 = 0; //太阳的坐标为原点
double x3 = x1 + 384400000; //地球到月球的距离
double y1 = 0;
double y2 = 0;
double y3 = 384400000;
double vx1 = 0;
double vy1 = 30000; //地球绕太阳的速度
double vx2 = 0;
double vy2 = 0;
double vx3 = 0;
double vy3 = vy1 + 1022; //月球绕地球的速度
double ax1, ay1, ax2, ay2, ax3, ay3;
double fx12, fy12, fx13, fy13, fx23, fy23;
double dt = 60; //时间步长
int n = 365 * 24 * 60 * 60 / dt; //模拟一年的时间
for (int i = 0; i < n; i++)
{
//计算引力
gravity(m1, x1, y1, m2, x2, y2, &fx12, &fy12);
gravity(m1, x1, y1, m3, x3, y3, &fx13, &fy13);
gravity(m2, x2, y2, m3, x3, y3, &fx23, &fy23);
//计算加速度
ax1 = (fx12 + fx13) / m1;
ay1 = (fy12 + fy13) / m1;
ax2 = (-fx12 - fx23) / m2;
ay2 = (-fy12 - fy23) / m2;
ax3 = (fx13 + fx23) / m3;
ay3 = (fy13 + fy23) / m3;
//更新速度
vx1 += ax1 * dt;
vy1 += ay1 * dt;
vx2 += ax2 * dt;
vy2 += ay2 * dt;
vx3 += ax3 * dt;
vy3 += ay3 * dt;
//更新位置
x1 += vx1 * dt;
y1 += vy1 * dt;
x2 += vx2 * dt;
y2 += vy2 * dt;
x3 += vx3 * dt;
y3 += vy3 * dt;
printf("%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f\n", x1, y1, x2, y2, x3, y3, distance(x1, y1, x3, y3));
}
return 0;
}
```
在该代码中,我们使用极坐标来计算三体之间的引力,其中`distance()`函数用于计算两点之间的距离,`angle()`函数用于计算两点之间的角度,`gravity()`函数用于计算三体之间的引力,`main()`函数则用于模拟三体运动的过程。模拟过程中,我们使用欧拉法来计算物体的位置和速度,最后将计算得到的位置和距离输出到控制台上。
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