用python 写一个小球运动的物理模型
时间: 2024-02-13 19:07:20 浏览: 37
好的,以下是一个简单的小球运动的物理模型的 Python 代码:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 定义常量
m = 0.1 # 小球质量
g = np.array([0, 0, -9.81]) # 重力加速度
k = 0.01 # 空气阻力系数
dt = 0.01 # 时间步长
# 定义初始状态
r = np.array([0, 0, 0]) # 初始位置
v = np.array([10, 0, 0]) # 初始速度
# 定义空气阻力函数
def air_resistance(v):
return -k * v * np.linalg.norm(v)
# 定义运动函数
def motion(r, v):
a = g + air_resistance(v) / m # 计算加速度
r_next = r + v * dt # 计算下一时刻位置
v_next = v + a * dt # 计算下一时刻速度
return r_next, v_next
# 模拟运动过程
x_list, y_list, z_list = [], [], []
for i in range(1000):
x_list.append(r[0])
y_list.append(r[1])
z_list.append(r[2])
r, v = motion(r, v)
# 绘制轨迹图
fig = plt.figure()
ax = fig.add_subplot(111, projection='3d')
ax.plot(x_list, y_list, z_list)
ax.set_xlabel('X')
ax.set_ylabel('Y')
ax.set_zlabel('Z')
plt.show()
```
这个代码实现了一个小球在三维空间中的运动模拟,其中考虑了重力和空气阻力的影响。代码中使用了 `numpy` 库来进行向量计算,使用了 `matplotlib` 库来绘制轨迹图。你可以运行这个代码,看看小球的运动轨迹是什么样的。
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