Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.abitu.ru/en2002/closed/viewwork.html?thesises=260 Дата изменения: Fri May 5 15:24:54 2006 Дата индексирования: Tue Oct 2 03:57:26 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: star

Секция: Физика и астрономия

Школа ?1134, г. Москва, ул. Раменки, 15/1, тел. 932-0000, E-mail:
sch1134@mtu-net.ru


Название: Программа анализа траектории движения заряженной материальной
точки, брошенной под углом к горизонту, под действием электрических полей
Physics.
Авторы: Васильев Игорь, Друца Алексей

Класс:11-«Б»

Адрес:
Васильев - 119602, г. Москва, Мичуринский пр., Олимпийская деревня, д. 10,
кв. 157;
Друца - 117607, г. Москва, ул. Раменки, д.9, кв. 202.
тел.: Васильев - (095)430-0508; Друца - (095)931-2768;
E-mail: Васильев - igor_supmail@mail.ru; Друца - ay@supermail.ru

Научный руководитель: Яворский Ростислав Эдуардович, к.ф.-м.н., научный
сотрудник МИРАН им. В.А.Стеклова.

Постановка задачи.
Целью данной работы было написание программы для вычисления,
построения и анализа траектории движения заряженной материальной точки,
брошенной под углом к горизонту, под действием однородных электрических
полей.

Актуальность выбора задачи.
Человек повседневно наблюдает в окружающей его среде явление
перемещения тел под действием самых разных сил. За время своего
существования человечество создало различные технические устройства,
которые либо сами перемещаются в пространстве, например, летательные
аппараты, либо содержат движущиеся части. С развитием техники все более
актуальной становится задача исследования движения тел под действием
различных полей (гравитационных, электрических, магнитных). Для расчета
траекторий сложных движений необходим большой и разнообразный
математический аппарат. Новые специальные компьютерные программы должны
существенно облегчить труд ученых и инженеров в этой области, и создать
базу для проведения всё более и более сложных расчетов, а значит и решения
всё более широкого круга практически важных задач.

Методы решения.
Программа написана на объектно-ориентированном языке Object Pascal в
интегрированной среде разработки Borland Delphi 7.0 с использованием
трехмерных технологий открытой графической библиотеки (OpenGL).

Полученные результаты.
Программа Physics позволяет быстро и легко вычислять, строить и
анализировать траекторию движения заряженной материальной точки, брошенной
под углом к горизонту, под действием однородных электрических полей. Для
этого используются функции создания однородных электрических полей, их
границ, а также настройки характеристик этих полей. После ввода
соответствующих начальных характеристик для материальной точки (координаты,
скорость, заряд, масса, ускорение свободного падения и др.), однородных
электрических полей и параметров отображения, программа вычисляет
траекторию движения и выводит результаты этого на экран, указывая
характеристики пересечений материальной точкой границ полей (время,
координаты, скорость и др.). Далее программа начинает в реальном времени
моделировать в специальной области прорисовки траектории движение
материальной точки. Для удобства просмотра и анализа указанной траектории,
реализованы специальные функции:
а) ускорение или замедление течения условного времени;
б) перемещение области прорисовки траектории и масштабирование;
в) возможность сохранения набора параметров системы в специальных файлах
и обратного восстановления выбранных параметров;
г) возможность сохранения изображения траектории в графических файлах
(*.BMP);
д) возможность визуализации в реальном времени векторов скорости
материальной точки и её ускорения в любой области прорисовки траектории.
Во время вычислений программа Physics проверяет:
- характер движения материальной точки на повторы, то есть, не является ли
оно циклическим;
- время движения на превышение установленного пользователем лимита;
- количество пересеченных траекторией материальной точки границ
электрических полей, и в случае превышения установленного предела программа
автоматически будет вычислять последующие пересечения непосредственно во
время построения траектории.
Такого рода программы могут быть использованы для моделирования и
анализа различных динамических процессов. Они могут найти практическое
применение при расчете траекторий движений космических аппаратов, особенно
вблизи больших масс и сильных электрических полей, например, при их
пролете в околосолнечном пространстве.
Полезны они могут быть и при расчете перемещений небольших летательных
аппаратов в индустриальных районах с сильными электрическими полями,
например, вблизи высоковольтных электрических линий. Особая область
применения таких программ - современная военная техника, со сложными
расчетами траекторий полета небольших скоростных объектов (снаряды, ракеты,
боеголовки и др.).

Литература.
1. Л. С. Жданов, В. А. Маранджян. Курс физики для средних специальных
учебных заведений, тт. 1-2, «Наука», г. Москва, 1968 г;
2. Г. С. Ландсберг. Элементарный учебник физики, тт. 1-2, «Наука», г.
Москва, 1973 г;
3. В. Э. Гофман, А. Д. Хомоненко. Delphi 5, «БХВ - Санкт-Петербург», г.
Санкт-Петербург, 1999 г;
4. В. В. Фаронов. Delphi 5. Учебный курс, «Нолидж», г. Москва, 2001 г;
5. С. Бобровский. Delphi 5. Учебный курс, «Питер», г. Санкт-Петербург,
2000 г;
6. И. М. Гельфанд, И. Г. Глаголева, А. А. Кириллов. Метод координат,
«Наука», г. Москва, 1968 г;
7. М. В. Краснов. OpenGL. Графика в проектах Delphi, «БХВ - Санкт-
Петербург», г. Санкт-Петербург, 2002 г;
8. Дейв Шрейнер. OpenGL. Официальный справочник, «ДиаСофт», г. Санкт-
Петербург, 2002 г;
9. Д. Роджерс, Дж. Адамс. Математические основы машинной графики, «Мир»,
г. Москва, 2001 г.