Курсова робота з дисципліни
Високорівневі методи інформатики та програмування
на тему:
Рух тіла, кинутого під кутом до горизонту: програмне забезпечення
Зміст
Введення
1. Опис предметної області
1.1 Предметна область
1.1.1 Розвиток напряму
1.1.2 Рух тіла, кинутого під кутом до горизонту
2. Робочий проект
2.1 Загальні відомості про роботу програмі (на чому написано, які технології використані)
2.2 Основні процедури/класи системи
2.3 Інсталяція програмного продукту
2.4 Керівництво користувача
2.5 Повідомлення системи
2.6 Вимоги до технічного і програмного забезпечення
2.6.1 Вимоги до програмного забезпечення
2.6.2 Вимоги до технічного забезпечення
2.7 Тестування системи
Висновок
Список літератури
Додаток 1. Блок-схема
Додаток 2. Програма на оптичному носії
Введення
Механіка (Грец. ОјО·П‡О±ОЅО№ОєО® - мистецтво побудови машин) - Область фізики, що вивчає рух матеріальних об'єктів і взаємодію між ними. Найважливішими розділами механіки є класична механіка і квантова механіка.
Рух тіла, кинутого під кутом до горизонту, необхідно розглядати, як криволінійний рух, яке в свою чергу є одним з розділів механіки.
Метою даної курсової роботи є закріплення практичних навиків програмування і розробка програми, що реалізує модель руху тіла, кинутого під кутом до горизонту.
Практичної значимістю даної роботи є автоматизація розрахунків фізичних величин руху тіла, кинутого під кутом до горизонту і, як наслідок, економія часу викладачів або студентів при вирішенні зазначеної задачі.
рух тіло програмний забезпечення
1. Опис предметної області
1.1 Предметна область
Механіка (Грец. ОјО·П‡О±ОЅО№ОєО® - мистецтво побудови машин) - Область фізики, що вивчає рух матеріальних об'єктів і взаємодію між ними. Найважливішими розділами механіки є класична механіка і квантова механіка.
Рух тіла, кинутого під кутом до горизонту, необхідно розглядати, як криволінійний рух, яке в свою чергу є одним з розділів механіки.
1.1.1 Розвиток напряму
Вивчення особливостей такого руху почалося досить давно, ще в XVI столітті і було пов'язане з появою і вдосконаленням артилерійських знарядь.
Уявлення про траєкторії руху артилерійських снарядів у ті часи були досить кумедними. Вважалося, що траєкторія ця складається з трьох ділянок: А - насильницького руху, В - змішаного руху і С - природного руху, при якому ядро ​​падає на солдатів супротивника зверху (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Траєкторія руху артилерійських снарядів
Закони польоту метальних снарядів не залучали особливої вЂ‹вЂ‹уваги вчених до тих пір, поки не були винайдені далекобійні знаряддя, які посилали снаряд через пагорби або дерева - Так, що стріляє не бачив їх польоту.
наддалекого стрільба з таких знарядь на перших порах використовувалася в основному для деморалізації і залякування супротивника, а точність стрілянини не грала спочатку особливо важливої вЂ‹вЂ‹ролі.
Близько до правильного рішенням про політ гарматних ядер підійшов італійський математик Тарталья, він зумів показати, що найбільшою дальності польоту снарядів можна досягти при направленні пострілу під кутом 45 В° до горизонту. У його книзі "Нова наука" були сформульовані правила стрільби, якими артилеристи керувалися до середини ХVII століття.
Однак, повне вирішення проблем, пов'язаних з рухом тіл кинутих горизонтально або під кутом до горизонту, здійснив все той же Галілей. У своїх міркуваннях він виходив з двох основних ідей: тіла, рухомі горизонтально і не піддаються впливу інших сил будуть зберігати свою швидкість; поява зовнішніх впливів змінить швидкість рухомого тіла незалежно від того, покоїлося або рухалося воно до початку їх дії. Галілей показав, що траєкторії снарядів, якщо знехтувати опором повітря, являють собою параболи.Галілей вказував, що при реальному русі снарядів, внаслідок опору повітря, їх траєкторія вже не буде нагадувати параболу: спадна гілка траєкторії буде йти кілька крутіше, ніж розрахункова крива.
Ньютон та інші вчені розробляли і вдосконалювали нову теорію стрільби, з урахуванням збільшеного впливу на рух артилерійських снарядів сил опору повітря. З'явилася і нова наука - балістика. Минуло багато-багато років, і тепер снаряди рухаються настільки швидко, що навіть просте порівняння вигляду траєкторій їх руху підтверджує зросле вплив опору повітря.
На малюнку 1.2 ідеальна траєкторія руху важкого снаряда, що вилетів зі ствола гармати з великою початковою швидкістю, показана пунктиром, а суцільною лінією - дійсна траєкторія польоту снаряда при тих же умовах пострілу.
Рис. 1.2.
У сучасній балістиці для вирішення подібних завдань використовується електронно-обчислювальна техніка - Комп'ютери, а ми поки що обмежимося простим випадком - вивченням такого руху, при якому опором повітря можна знехтувати. Це дозволить нам повторити міркування Галілея майже без всяких змін.
1.1.2 Рух тіла, кинутого під кутом до горизонту
Точний опис характеру руху тіла, кинутого під кутом до горизонту можливо тільки при розгляді деякої ідеальної ситуації. Будемо вважати, що впливом повітря на рух можна знехтувати.
На малюнку 1.3 показана траєкторія руху кульки, кинутого під деяким кутом до горизонту. Траєкторією руху називається крива, що відображає положення тіла в будь-який момент руху цього тіла в обраній системі координат. Як покаже подальший аналіз, це знайома з алгебри крива, звана параболою .
Рис. 1.3. Траєкторія тіла, кинутого під кутом а до горизонту
Якщо знехтувати впливом повітря на тіло, то на тіло, кинуте під кутом до горизонту, як і на тіло, вільно падаюче, або на тіло, що отримала початкову швидкість, спрямовану вертикально, діє тільки сила ваги. Як би тіло не рухалося, сила тяжіння може повідомити йому тільки прискорення g , спрямоване вниз. Цим і визначаються і траєкторія руху тіла, і характер його руху.
Нехай з деякої точки O кинуто тіло з початковою швидкістю v0, спрямованої під кутом О± до горизонту. Приймемо за початок відліку координат точку, з якої кинуто тіло. Вісь X направимо горизонтально, а вісь Y - вертикально вгору. З малюнка видно, що проекції вектора v0 на осі X і Y відповідно рівні v0cosО± і v0sinО±:
Так як на тіло діє тільки сила тяжіння, то при русі тіла буде змінюватися тільки проекція швидкості v0y. Проекція ж v0x змінюватися не буде так само, як при прямолінійному рівномірному русі:
(1)
Координата ж y змінюється так само, як при прямолінійному рівномірному русі:
(2)
Щоб знайти траєкторію руху тіла, треба підставити в рівняння послідовно збільшуються значення t і обчислити координати x і y і для кожного значення t при відомих значеннях модуля початковій швидкості v0 і кута О±. За отриманими даними значенням x і y нанести точки, що зображують послідовне положення тіла. З'єднавши їх плавною кривої, ми і отримаємо траєкторію руху тіла. Вона виявиться подібної до тієї, що зображена на малюнку 1.1. Рівняння траєкторії можна дуже просто отримати з виразів (1) і (2). Підставивши вираз для часу, отримане з виразу (1) у вираз (2), легко отримуємо рівняння траєкторії руху кульки, яка виявляється параболічної:
2. Робочий проект
2.1 Загальні відомості про роботу програмі (на чому написано, які технології використані)
Програма написана на мові високого рівня Visual Basic.
При розробці були використані наступні технології:...
