Fayl:Simple harmonic oscillator.gif

Vikipediya, azad ensiklopediya
Naviqasiyaya keçin Axtarışa keçin

Simple_harmonic_oscillator.gif(116 × 359 piksel, fayl həcmi: 52 KB, MIME növü: image/gif, ilmələnib, 15 çərçivə, 1,1 s)

Bu fayl "Vikimedia Commons"dadır
və digər layihələrdə istifadə edilə bilər.
təsvir səhifəsi
təsvir səhifəsi
Faylın təsvir səhifəsinə get
İzah Illustration of a en:Simple harmonic oscillator
Tarix
Mənbə self-made with en:Matlab. Converted to gif animation with the en:ImageMagick convert tool (see the specific command later in the code).
Müəllif Oleg Alexandrov
Digər versiyalar Damped spring.gif Damped version
GIF genesis
InfoField
 
This diagram was created with MATLAB.
Mənbə kodu
InfoField

MATLAB code

function main()

% colors
   red      = [0.867    0.06    0.14];
   blue     = [0        129     205]/256;
   green    = [0        200     70]/256;
   black    = [0        0       0];
   white    = [1        1       1]*0.99;
   cardinal = [196      30      58]/256;
   cerulean = [0        123     167]/256;
   denim    = [21       96      189]/256;
   cobalt   = [0        71      171]/256;
   pblue    = [0        49      83]/256;
   teracotta= [226      114     91]/256;
   tene     = [205      87      0]/256;
   wall_color   = pblue;
   spring_color = cobalt;
   mass_color   = tene;
   a=0.65; bmass_color   = a*mass_color+(1-a)*black;
   % linewidth and fontsize
   lw=2;
   fs=20;

   ww = 0.5;  % wall width
   ms = 0.25; % the size of the mass        
   sw=0.1;    % spring width
   curls = 8;

   A = 0.2; % the amplitude of spring oscillations
   B = -1; % the y coordinate of the base state (the origin is higher, at the wall)

   %  Each of the small lines has length l
   l = 0.05;

   N = 15;  % times per oscillation 
   No = 1; % number of oscillations
   for i = 1:N*No

      % set up the plotting window
      figure(1); clf; hold on; axis equal; axis off;

   
      t = 2*pi*(i-1)/(N-0)+pi/2; % current time
      H= A*sin(t) +  B;      % position of the mass

      % plot the spring from Start to End
      Start = [0, 0]; End = [0, H];
      [X, Y]=do_plot_spring(Start, End, curls, sw);
      plot(X, Y, 'linewidth', lw, 'color', spring_color); 

      % Here we cheat. We modify the point B so that the mass is attached exactly at the end of the
      % spring. This should not be necessary. I am too lazy to to the exact calculation.
      K = length(X); End(1) = X(K); End(2) = Y(K);
            
      % plot the wall from which the spring is hanging
      plot_wall(-ww/2, ww/2, l, lw, wall_color);

      % plot the mass at the end of the spring
      X=[-ms/2 ms/2 ms/2 -ms/2 -ms/2 ms/2]+End(1); Y=[0 0 -ms -ms 0 0]+End(2);
      H=fill(X, Y, mass_color, 'EdgeColor', bmass_color, 'linewidth', lw);

          
          % the bounding box
          Sx = -0.4*ww;  Sy = B-A-ms+0.05;
          Lx = 0.4*ww+l; Ly=l;
          axis([Sx, Lx, Sy, Ly]);
          plot(Sx, Sy, '*', 'color', white); % a hack to avoid a saveas to eps bug
          
      saveas(gcf, sprintf('Spring_frame%d.eps', 1000+i), 'psc2') %save the current frame
      disp(sprintf('Spring_frame%d', 1000+i)); %show the frame number we are at
      
      pause(0.1);
      
   end

% The following command was used to create the animated figure.    
% convert -antialias -loop 10000  -delay 7 -compress LZW Spring_frame10* Simple_harmonic_oscillator.gif
   

function [X, Y]=do_plot_spring(A, B, curls, sw);
%  plot a 3D spring, then project it onto 2D. theta controls the angle of projection.
%  The string starts at A and ends at B

   % will rotate by theta when projecting from 1D to 2D
   theta=pi/6;
   Npoints = 500;
   
   % spring length
   D = sqrt((A(1)-B(1))^2+(A(2)-B(2))^2);
   
   X=linspace(0, 1, Npoints);

   XX = linspace(-pi/2, 2*pi*curls+pi/2, Npoints);
   Y=-sw*cos(XX);
   Z=sw*sin(XX);
   
%  b gives the length of the small straight segments at the ends
%  of the spring (to which the wall and the mass are attached)
   b= 0.05; 

% stretch the spring in X to make it of length D - 2*b
   N = length(X);
   X = (D-2*b)*(X-X(1))/(X(N)-X(1));
   
% shift by b to the right and add the two small segments of length b
   X=[0, X+b X(N)+2*b]; Y=[Y(1) Y Y(N)]; Z=[Z(1) Z Z(N)]; 

   % project the 3D spring to 2D
   M=[cos(theta) sin(theta); -sin(theta) cos(theta)];
   N=length(X);
   for i=1:N;
      V=M*[X(i), Z(i)]';
      X(i)=V(1); Z(i)=V(2);
   end

%  shift the spring to start from 0
   X = X-X(1);
   
% now that we have the horisontal spring (X, Y) of length D,
% rotate and translate it to go from A to B
   Theta = atan2(B(2)-A(2), B(1)-A(1));
   M=[cos(Theta) -sin(Theta); sin(Theta) cos(Theta)];

   N=length(X);
   for i=1:N;
      V=M*[X(i), Y(i)]'+A';
      X(i)=V(1); Y(i)=V(2);
   end

function plot_wall(S, E, l, lw, wall_color)

%  Plot a wall from S to E.
   no=20; spacing=(E-S)/(no-1);
   
   plot([S, E], [0, 0], 'linewidth', 1.8*lw, 'color', wall_color);

   V=l*(0:0.1:1);

   for i=0:(no-1)
      plot(S+ i*spacing + V, V, 'color', wall_color)
   end
Public domain Mən, bu əsərin müəllif hüquqlarının sahibi kimi, əsəri ictimai mülkiyyətə verirəm. Bu icazə bütün dünyada qüvvədədir.
In some countries this may not be legally possible; if so:
Bunun qanunla mümkün olmadığı hallarda:

İstənilən şəxsə, istənilən məqsəd üçün, qanunlar tərəfindən qadağan edilməyincə, heç bir şərt qoymadan bu işdən istifadə haqqını bağışlayıram.

Annotations
InfoField
This image is annotated: View the annotations at Commons

Captions

Add a one-line explanation of what this file represents

Items portrayed in this file

təsvir edir

24 iyun 2007

MIME type ingilis

image/gif

Faylın tarixçəsi

Faylın əvvəlki versiyasını görmək üçün gün/tarix bölməsindəki tarixlərə klikləyin.

Tarix/VaxtKiçik şəkilÖlçülərİstifadəçiŞərh
indiki03:12, 24 iyun 200703:12, 24 iyun 2007 tarixindəki versiyanın kiçildilmiş görüntüsü116 × 359 (52 KB)Oleg Alexandrovtweak
03:10, 24 iyun 200703:10, 24 iyun 2007 tarixindəki versiyanın kiçildilmiş görüntüsü157 × 362 (51 KB)Oleg AlexandrovReverted to earlier revision
03:10, 24 iyun 200703:10, 24 iyun 2007 tarixindəki versiyanın kiçildilmiş görüntüsü116 × 359 (7 KB)Oleg Alexandrovtweak
02:42, 24 iyun 200702:42, 24 iyun 2007 tarixindəki versiyanın kiçildilmiş görüntüsü157 × 362 (51 KB)Oleg Alexandrov{{Information |Description= |Source=self-made with en:Matlab. Converted to gif animation with the en:ImageMagik convert tool. |Date= ~~~~~ |Author= Oleg Alexandrov }} {{PD-self}}

Aşağıdakı səhifə bu faylı istifadə edir:

Faylın qlobal istifadəsi

Bu fayl aşağıdakı vikilərdə istifadə olunur:

Bu faylın qlobal istifadəsinə baxın.