Файл: Inclinedthrow.gif

#! / usr / bin / python3 # - * - кодировка: utf8 - * -импорт  ОС импорт  инспектировать из  математики  импорта  * импорт  NumPy  в  нп от  scipy.integrate  импорта  odeint из  scipy.optimize  импорта  ньютон импорта  Matplotlib  как  MPL импорт  matplotlib.pyplot  как  PLT из  Matplotlib  импорта  анимации# настройки mpl . rcParams [ 'path.snap' ]  =  Ложный имя_файл  =  'inclinedthrow' Размера  =  400 ,  288 л ,  ш ,  б ,  ч  =  22,5 / размера [ 0 ],  1 - 23 / размер [ 0 ],  22,5 / размера [ 1 ] ,  1 - 23 / размера [ 1 ] nframes  = 102 задержка  =  8 lw  =  1. ms  =  6 c1 ,  c2 ,  c3  =  "# 000000" ,  "# 0000ff" ,  "# 007100"def  projectile_motion ( g ,  mu ,  pot ,  xy0 ,  vxy0 ,  tt ):  # использовать четырехмерную векторную функцию vec = [x, y, vx, vy]  def  dif ( vec ,  t ):  # производная по времени всего вектора vec  v  =  гипотеза ( vec [ 2 ],  vec [ 3 ])  vxrel ,  vyrel  =  vec [ 2 ]  /  v ,  vec [ 3]  /  v  return  [ vec [ 2 ],  vec [ 3 ],  - mu  *  v ** pot  *  vxrel ,  - g  -  mu  *  v ** pot  *  vyrel ] # Решить дифференциальное уравнение численно  VEC  =  odeint ( DIF ,  [ xy0 [ 0 ],  xy0 [ 1 ],  vxy0 [ 0 ],  vxy0 [ 1 ]],  тт )  возвращение  VEC [:,  0 ],  VEC [:,  1 ] ,  vec [:,  2 ],  vec [:,  3 ]  # вернуть x, y, vx, vyg  =  1. theta  =  радианы ( 70 ) v0  =  sqrt ( g / sin ( 2 * theta )) vinf  =  2.1 # использовать одинаковую конечную скорость vinf для обоих типов трения mu_stokes  =  g  /  vinf ** 1 mu_newton  =  g  /  vinf ** 2 x0 ,  y0  =  0,0 ,  0,0 vx0 ,  vy0  =  v0  * cos ( тета ),  v0  *  sin ( тета )T  =  ньютон ( лямбда  t :  projectile_motion ( g ,  0 ,  0 ,  ( x0 ,  y0 ),  ( vx0 ,  vy0 ),  [ 0 ,  t ]) [ 1 ] [ 1 ],  2 * vy0 / g ) nsub  =  10 tt  =  np . linspace ( 0 ,  T  *  nframes  /  (nframes  -  1 ),  ( nframes  -  1 )  *  nsub  +  1 )traj_free  =  projectile_motion ( g ,  0 ,  0 ,  ( x0 ,  y0 ),  ( vx0 ,  vy0 ),  tt ) traj_stokes  =  projectile_motion ( g ,  mu_stokes ,  1 ,  ( x0 ,  y0 ),  ( vx0 ,  vy0 ),  tt ) traj_newton  =  projectile_motion ( г ,  мю_ньютон ,  2,  ( x0 ,  y0 ),  ( vx0 ,  vy0 ),  tt )Защиту  одушевленных ( nframe ,  saveframes = Ложные ):  печать ( nframe ,  '/' ,  nframes )  т  =  Т  *  поплавок ( nframe )  /  nframes  plt . clf ()  рис . gca () . set_position (( l ,  b ,  w ,  h ))  рис . gca () . set_aspect ( "равно" )  plt . xlim ( 0 ,  1 )  plt . ylim ( 0 ,  ( h * размер [ 1 ])  /  ( w * size [ 0 ])) plt . xticks ([]),  plt . yticks ([])  plt . xlabel ( 'Расстояние' ,  size = 12 )  plt . ylabel ( 'Высота' ,  size = 12 )  plt . plot ( traj_free [ 0 ] [: nframe * nsub + 1 ],  traj_free [ 1 ] [: nframe * nsub + 1 ],  '-' ,  lw = lw ,  color = c1 )  plt . сюжет ( traj_free [ 0 ] [ nframe * nsub ],  traj_free [ 1 ] [ nframe * nsub ], 'ok' ,  цвет = c1 ,  markersize = ms ,  markeredgewidth = 0 )  plt . plot ( traj_stokes [ 0 ] [: nframe * nsub + 1 ],  traj_stokes [ 1 ] [: nframe * nsub + 1 ],  '-' ,  lw = lw ,  color = c2 )  plt . сюжет ( traj_stokes [ 0 ] [ nframe * nsub ],  traj_stokes [ 1 ] [ nframe * nsub ], 'ok' ,  цвет = c2 ,  markersize = ms ,  markeredgewidth = 0 )  plt . plot ( traj_newton [ 0 ] [: nframe * nsub + 1 ],  traj_newton [ 1 ] [: nframe * nsub + 1 ],  '-' ,  lw = lw ,  color = c3 )  plt . сюжет ( traj_newton [ 0 ] [ nframe * nsub ],  traj_newton [ 1 ] [ nframe * nsub ], 'ok' ,  цвет = c3 ,  markersize = ms ,  markeredgewidth = 0 )  if  saveframes :  # экспорт кадра  dig  =  int ( ceil ( log10 ( nframes )))  fsavename  =  ( 'frame {: 0'  +  str ( dig )  +  '} .svg' ) . формат ( nframe )  рис . savefig ( fsavename )  с  open ( fsavename )  как  f :  content  =  f . читать ()  содержание =  содержание . replace ( 'pt "' ,  'px"' ) . замените ( 'pt "' ,  'px"' )  на  open ( fsavename ,  'w' )  как  f :  f . написать ( содержание )fig  =  plt . рисунок ( figsize = ( размер [ 0 ] / 72. ,  размер [ 1 ] / 72. ))os . ChDir ( ОС . пути . имя_директории ( ОС . пути . abspath ( осмотр . GetFile ( осмотр . currentframe ())))) для  я  в  диапазоне ( nframes ):  одушевленные ( я ,  правда ) ОС . system ( 'convert -loop 0 -delay'  +  str ( delay )  +  'frame * .svg + dither'  +  fname +  '.gif' ) # оставить последний кадр в течение двух секунд os . system ( 'gifsicle -k32 --color-method blend -iversity -b'  +  fname  +  '.gif -d'  +  str ( delay )  +  '"# 0-'  +  str ( nframes - 2 )  +  '" -d200 "# '  +  str ( nframes - 1 )  +  '" ' ) для  i  в  ОС . listdir ( '.' ): если  я. начинается с ( 'frame' )  и  i . заканчивается с ( '.svg' ):  os . удалить ( я )