Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информатика
Посмотреть оригинал

ПОСТРОЕНИЕМ ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

Рассмотрим процесс построения и исследования модели на конкретном примере движения тела, брошенного под углом к горизонту.

Физика-9

Содержательная постановка задачи «Бросание мячика в площадку». В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мячика в определенное место площадки. Необходимо задать автомату необходимую скорость и угол бросания мячика для попадания в площадку определенной длины, находящуюся на известном расстоянии.

Качественная описательная модель. Сначала построим качественную описательную модель процесса движения тела с использованием физических объектов, понятий и законов, т.е. в данном случае идеализированную модель движения объекта. Из условия задачи можно сформулировать следующие основные предположения:

  • ? мячик мал по сравнению с Землей, поэтому его можно считать материальной точкой;
  • ? изменение высоты мячика мало, поэтому ускорение свободного падения можно считать постоянной величиной g = 9,8 м/с2 и движение по оси 0Y можно считать равноускоренным;
  • ? скорость бросания тела мала, поэтому сопротивлением воздуха можно пренебречь и движение по оси ОХ можно считать равномерным.

Формальная модель. Для формализации модели используем известные из курса физики формулы равномерного и равноускоренного движения. При заданных начальной скорости vO и угле бросания значения координат дальности полета х и высоты у от времени можно описать следующими формулами:

Площадка расположена на поверхности земли, поэтому из второй формулы 12.1 можно выразить время, которое понадобится мячику, чтобы достичь площадки:

Бросание мячика в площадку

Рис. 12.16. Бросание мячика в площадку

Значение времени t = 0 не имеет физического смысла, поэтому:

Подставим полученное выражение для времени в формулу для вычисления координаты х:

Формализуем теперь условие попадание мячика в площадку. Пусть площадка расположена на расстоянии s и имеет длину 1. Тогда попадание произойдет, если значение координаты х мячика будет удовлетворять условию в форме неравенства:

Если х < s, то это означает «недолет», а если , то это означает «перелет».

Компьютерная модель движения тела. На основе формальной модели, описывающей движение тела, брошенного под углом к горизонту, создадим компьютерную модель с использованием системы программирования. Используем систему объектно-ориентированного программирования Visual Basic, так как она позволяет визуализировать траектории движения тела.

На основе данной формальной модели создадим также компьютерную модель с использованием электронных таблиц Microsoft Excel или LibreOffice Calc и OpenOffice Calc. Визуализируем траектории движения тела с использованием диаграммы типа График.

Контрольные вопросы

  • 1. Какие основные предположения можно сделать при построении качественной описательной модели бросания мячика под углом к горизонту?
  • 2. Чем отличается компьютерная модель от формальной модели?
 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы