Практическая работа №1
Численное исследование свободного падения тела в различных ситуациях
Цель работы:
получение практических навыков в проведении вычислительного
эксперимента с использованием ЭВМ при решении задачи свободного падения тела без учета сопротивления среды и с учетом сопротивления среды.
Постановка задачи:
Составить программу определения скорости и времени падения тела с различной высоты без учета сопротивления среды и с учетом сопротивления среды. Программу разработать с использованием средств программирования DELHPI. При разработке программы предусмотреть возможность работы программы с любым набором данных. Входную информацию и результаты счета вывести на экран в виде таблицы, снабдив их соответствующими записями.
Содержание отчета:
постановка задачи для конкретного варианта;
текст программы;
формат окна формы;
тесты результаты отладки на тестах;
результаты счета.
Методические указания к выполнению работы
Изучить теоретический материал.
1.1 Свободное падение представляет собой частный случай равномерно ускоренного движения без начальной скорости. Ускорение этого движения равно ускорению свободного падения(называемого ускорением силы тяжести) для этого движения справедливы следующие формулы:
, где
- скорость падения;
- ускорение свободного падения;
- время падения;
- высота, с которой падает тело.
1.2 При реальных физических движениях тел в газовой или жидкой среде трение накладывает огромный отпечаток на характер движения. Предмет, сброшенный с большой высоты ( например парашютист , прыгнувший с самолета). Не движется равноускоренно, т.к. по мере набора скорости возрастает сила сопротивления среды. Сила сопротивления среды движущегося тела возрастает с ростом скорости. Скорость для падающего вертикально шара определяется по формуле.
, где
- скорость падения; - ускорение свободного падения;
-
динамическая вязкость среды;
-
радиус шара;
-плотность материала шара.
Составить программу определения:
а) скорости и времени падения тела с различной высоты для первого случая (без учета силы сопротивления);
б) скорости вертикально падающего шара в различных средах и различного размера.
Входные данные взять из таблицы ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ.
Результаты работы программы вывести в таблицу, таблицу построить программными средствами:
Скорость падения тела без учета сопротивления среды
Высота |
Скорость |
Время падения |
|
|
|
Скорость падения тела с учетом сопротивления среды
Среда |
Скорость |
Радиус |
|
|
|
4. Провести анализ полученных результатов.
Варианты заданий
Для части «а»
№ варианта |
Значение высоты |
Шаг изменения |
1 |
1200 |
0.1 |
2 |
1400 |
0.2 |
3 |
3400 |
0.1 |
4 |
3700 |
0.1 |
5 |
3200 |
0.3 |
6 |
2560 |
0.3 |
7 |
345 |
0.4 |
8 |
678 |
0.4 |
9 |
400 |
0.1 |
10 |
500 |
0.1 |
11 |
2580 |
0.2 |
12 |
1000 |
0.3 |
13 |
550 |
0.25 |
14 |
780 |
0.33 |
15 |
1200 |
034 |
Варианты заданий для части «б»
воздуха = 0,0182 Н *с*м-2, воды=1,002 Н *с*м-2, глицерина=1480 Н *с*м-2,
№ варианта |
- радиус шара |
-плотность материала шара.
|
1 |
0,1 |
0.8*103 |
2 |
0,15 |
2,71 |
3 |
0,2 |
0,8 |
4 |
0,3 |
7,8 |
5 |
0,35 |
19,3 |
6 |
0,23 |
0,9 |
7 |
0,26 |
0.4 |
8 |
0,12 |
8,9 |
9 |
0, 16 |
2,5 |
10 |
0,09 |
21,5 |
11 |
0,12 |
4,5 |
12 |
0, 097 |
0,5 |
13 |
0, 034 |
10,5 |
14 |
0,145 |
0,15 |
15 |
0,38 |
2,8 |
Контрольные вопросы:
дать характеристику свободного падения тела;
проанализировать падение тела в различных средах
Практическая работа №2