用数学软件Mathematica解算弹簧摆微分方程,并绘制弹簧摆的轨迹图。
工具/原料
Mathematica11.0
方法/步骤
1、第一步:命名变量以及初始条件。X,Y为弹簧摆的摆球坐标,g为重力加速度,k为弹簧弹性系数,y0为初始时刻纵坐标,tmax是运动时间。
2、第二步:写出关于横坐标X和纵坐标Y的动力学方程,以及四个初始条件(初始时刻位置2个,初始时刻速度2个)
3、第三步:使用NDSolve函数解算。并用"/."运算符取得计算结果跷孳岔养。像这样:S晦倘佳鳎OV=NDSolve[funcs,{X,Y},{t,tmax}];X=X/.SOV[[1,1]]Y=Y/.SOV[[1,2]]
4、第四步:然后使用ParametricPlot函数绘制参数方程图像。ParametricPl艺皱麾酪ot[{X[t],Y[t]},{t荑樊综鲶,0,tmax}]第一个参数[{X[t],Y[t]}即为坐标,第二个参数是参变量t的范围(0~tmax)最后绘制结果如图。
5、更进一步,我们可以在动力学方程中引入线性阻尼。如图。最后得到带有阻尼的结果。