考虑空气阻力的自由落体运动动图python 简单的
时间: 2023-08-30 12:07:05 浏览: 190
可以使用matplotlib和numpy库来绘制自由落体运动的动图,考虑空气阻力的运动方程为:
$m \frac{d^2x}{dt^2} = -mg - k\frac{dx}{dt}$
其中,m为小球的质量,g为重力加速度,k为空气阻力系数,x为小球的位移。
以下是一个简单的Python代码示例:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
m = 0.1 # 小球质量
g = 9.8 # 重力加速度
k = 0.01 # 空气阻力系数
t = np.linspace(0, 5, 100) # 时间范围
dt = t[1] - t[0] # 时间间隔
x = np.zeros(len(t)) # 位移
v = np.zeros(len(t)) # 速度
for i in range(1, len(t)):
v[i] = v[i-1] + (g - k/m*v[i-1])*dt # 计算速度
x[i] = x[i-1] + v[i]*dt # 计算位移
plt.clf() # 清除上一帧图像
plt.plot(x[:i+1], t[:i+1], 'r-', linewidth=2) # 绘制小球轨迹
plt.xlim([0, max(x)*1.1]) # 设置x轴范围
plt.ylim([0, max(t)]) # 设置y轴范围
plt.xlabel('位移') # 设置x轴标签
plt.ylabel('时间') # 设置y轴标签
plt.title('自由落体运动') # 设置标题
plt.pause(0.01) # 暂停一段时间
plt.show() # 显示图像
```
代码中,使用np.linspace函数生成时间范围,使用for循环计算小球的速度和位移,并在每次迭代中使用plt.plot函数绘制小球的轨迹,使用plt.pause函数暂停一段时间来实现动画效果。最后,使用plt.show函数显示图像。
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