- •Оглавление
- •1. 2. Среда Турбо-Паскаль
- •1. 3. Структура языка Турбо-Паскаль
- •1. 4. Типы переменных
- •Var a1, a2 : array [ 1 . . 1000 ] of real ;
- •Var m1: array[1..200] of integer; a1: array[100..200] of real;
- •Var t1,t2:Date_m; c1:Ruch_b; s1:Lat_b; a1,a2:Otmetka; b:Ball;
- •1. 5. Структура программы
- •1. 6. Операции и стандартные функции
- •1. 7. Операторы Турбо-Паскаля
- •Составной оператор Begin "операторы" end;
- •1. 7. 1. Операторы ввода/вывода данных
- •Операторы вывода данных на экран Write("сп"); или Writeln("сп");
- •X1, y1, z1: integer; xb, yb, zb: boolean;
- •Var n, X, y: real;
- •1. 7. 2. Оператор выбора
- •0..9: Writeln('однозначное');
- •1. 7. 3. Условный оператор
- •If "условие" Then "оператор1" Else "оператор2";
- •Var V : integer; Then
- •If Writeln(a2)
- •1. 7. 4. Оператор цикла с параметром
- •Var a, s, Sn, I, n: word;
- •Var s, Sn, pr: real; I, n: integer;
- •Var y, X, a, dx: real; I, j: integer;
- •Var a1, a2, n1, s, g: longint; bb: boolean;
- •1. 7. 5. Операторы цикла с условием
- •Var y, y1, X, eps, a, k: real; n: Word;
- •1. 7. 6. Операторы ограничения и прерывания цикла
- •1. 7. 7. Оператор перехода к метке
- •Var b, a: longint;
- •1. 8. Блок - схемы алгоритмов
- •1. 9. Составление диалоговых программ
- •Var I, n, n1: integer;
- •1. 10. Массивы
- •1. 10. 1. Линейные массивы
- •1. 10. 2. Работа с элементами переменной строкового типа
- •1. 10. 3. Двумерные массивы
- •Var a: array[1..30, 1..7] of byte;
- •2 S[2] Массив a: a[2, 1] a[2, 2] a[2, 3] a[2, 4] . . . A[2, j] . . . A[2, m]
- •1. 10. 4. Создание баз данных с использованием массивов записей
- •I: byte;
- •1. 10. 5. Работа с большими массивами
- •I, j: word;
- •1. 11. Текстовые файлы
- •Var c: char; j, I: word;
- •1. 12. Разработка функций и процедур
- •1. 12. 1. Описание функций и процедур
- •Viz(Dat); { вызов процедуры } Readln end.
- •Var z: r_1000; x1, x2: real; n: word;
- •Var X: m_30х30_r; I, j, n, m: byte;
- •Var a, b, c, ha, hb, hc: real;
- •Var p, s: real;
- •Var y, y1, x1: real;
- •Var a, k, y: real; I: longint;
- •1. 12. 2. Рекурсивные функции и процедуры
- •Var n_1: Longint; I: word;
- •Var ch: char; I: word;
- •Var n, n1: integer;
- •1. 13. Разработка модулей
- •Interface
- •1. 14. Модуль сrt
- •1. 14. 1. Управление экраном в текстовом режиме
- •InsLine; Вставка пустой строки.
- •1. 14. 2. Управление клавиатурой
- •Var n : word; f, dx, X, y, I, j, xm, ym : byte;
- •1. 14. 3. Работа с символьными переменными
- •Var r: registers;
- •X, y, I, xm, ym: byte;
- •1. 14. 4. Работа со строковыми переменными
- •1. 14. 5. Управление звуковыми сигналами
- •1. 15. Модуль Graph
- •1. 15. 1. Инициализация графического режима
- •InitGraph(Gd, Gm, 'way');
- •1. 15. 2. Простейшие графические процедуры и функции
- •Var X, y, VX, Vy, p: array[1..N] of integer; ch: char;
- •I1, i2, zx, zy, ax, ay, I, k: integer;
- •1. 15. 3. Рисование геометрических фигур
- •1. 15. 3. 1. Построение заполненных фигур
- •Var I, x1, y1, x2, y2, Gd, Gm : integer;
- •1. 15. 3. 2. Работа с линиями
- •1. 15. 3. 3 Создание графических узоров
- •1. Перемещение фигуры.
- •2. Масштабирование фигуры.
- •3. Симметричное отображение фигуры.
- •4. Штриховка углов.
- •Var xx1, xx2, yy1, yy2, I: integer; k: real;
- •5. Использование рекурсии.
- •Var gD, gM, n, X, y, x1, y1, k: integer; dl, ugol, ugol_0, s, I: real;
- •6. Создание узоров построением зеркальных отображений фигуры.
- •Var I, j : integer;
- •Var I, j : integer;
- •1. 15. 3. 4. Работа с текстом в графическом режиме
- •Var Gd, Gm, k, X, y, Size: integer; s: string;
- •1. 15. 5. Мультипликация
- •1. 15. 5. 1. Мультипликация с запоминанием части экрана
- •Var Gd, Gm, I, j, k, Size, X, y, Xmax, Ymax: Integer;
- •1. 15. 5. 2. Мультипликация с чередованием видеостраниц
- •1. 15. 5. 3. Мультипликация с управлением движения образа
- •1. 15. 5. 4. Модификация контурного изображения
- •Var Gd, Gm, I, j, k, n, xc, yc, r, m: integer;
- •X, y, x1, y1, x2, y2: array[1..12] of integer; alfa: real;
- •Глава 2. Программирование в среде Турбо - Паскаль
- •2. 1. Геометрические построения на плоскости
- •2. 1. 1. Построение графиков функций
- •0 Left, right GetMaxX
- •Interface
- •Var right, left, down, up: integer; k_xy, kx, ky, x_max, x_min, y_max, y_min: double; { описание глобальных переменных }
- •Implementation
- •Var XX, yy: word; xg_m, yg_m:integer;
- •Var xg0, yg0:integer;
- •1 Спираль a*fi 0 ... 8 -1 1 3 -
- •4 Логарифмическая a*Exp(b*fi) -3 ... 3 -1 1 -1 0 1
- •5 Спираль a*fi2 - b -8 ... 8 -1 1 2 0 1 2
- •6 Роза a*Sin(b*fi) 0 ... 8 -1 1 2 целые и
- •12 Строфоида a*Cos(2*fi)/Cos(fi) 0,1 ... 1,5 -3 -2 1 -
- •13 Циссоида a*Sin2(fi)/Cos(fi) 0,1 ... 1,5 -1 1 2 -
- •2. 1. 2. Графическое решение уравнений
- •2. 1. 3. Уравнение прямой на плоскости
- •2. 1. 4. Построение касательных и нормалей к плоским кривым
- •2. 1. 5. Двумерные преобразования координат
- •Var z: real;
- •Var alfa: real;
- •I_r; picture;
- •2. 1. 6. Проецирование пространственного изображения тела на плоскость
- •2. 2. Некоторые задачи физики
- •2. 2. 1. Механика
- •Var x3, y3, l, Lc, sa, ca, s3, c3: double;
- •2. 2. 2. Оптика и свет
- •2. 2. 3. Электростатика и электромагнетизм
- •2. 3. Математическое моделирование физических процессов
- •2. 4. Моделирование многовариантных задач с использованием графов
- •2. 5. Программы математических расчетов
- •2. 5. 1. Численное решение уравнений
- •2. 5. 2. Аппроксимация по методу наименьших квадратов
- •2. 5. 3. Численный расчет интегралов
- •2. 5. 4. Сортировка одномерных массивов
- •Список литературы
2. 2. 3. Электростатика и электромагнетизм
Расчет напряженности электростатического и магнитного поля. Электростатические и магнитные поля аналогичны и имеют общую характеристику: напряженность поля. Многие задачи электростатики связаны с определением емкости электрических устройств - конденсаторов. Емкость характеризует способность конденсатора накапливать электрический заряд и обратно пропорциональна напряженности электрического поля внутри конденсатора. Задачи электромагнетизма связаны с определением сил, действующих на проводник с током в магнитном поле. Величина электромагнитной силы пропорциональна напряженности магнитного поля. Таким образом, при решении задач электростатики или электромагнетизма необходимо
138
определять напряженность поля. По определению напряженность поля численно равна силе, действующей на единичный точечный заряд, помещенный в это поле. Модуль вектора напряженности определяется его проекциями на оси координат и в плоском случае находится по формуле:
|E| = (Ex2 + Ey2); Ex = Q*Rx/R3; Ey = Q*Ry/R3;
где Q - величина точечного заряда, образующего поле,
R - расстояние от точечного заряда до расчетной точки (x, y),
Rx, Ry - проекции "R" на оси "X", "Y".
Касательные к силовым линиям электрического и магнитного полей показывают направление векторов напряженности в каждой точке поля. Качественную картину расположения силовых линий, созданных электрическими зарядами можно получить с помощью семян травы, помещенных в жидкость. Электрическое поле наводит на концах семян одинаковые по величине и противоположные по знаку заряды, поэтому семена ориентируются вдоль силовых линий. Аналогичную картину расположения силовых линий магнитного поля получают с использованием железных опилок, помещенных на плоской поверхности.
Составим алгоритм расчета расположения векторов напряженности электростатического поля, созданного двумя точечными зарядами Q1 и Q2.
1) Зададим расчетную область: 0<=x<=X_Max, 0<=y<=Y_Max. Пусть заряды находятся в расчетной области и имеют координаты: (X1, Y1), (X2, Y2).
E
E1
3*dy
E2
2*dy
R1R2
dy
+ Q1 +
Q2
0 dx 2*dx 3*dx
Ex1 = Q1*(x-X1)/R13; Ex2 = Q2*(x-X2)/R23;
Ey1 = Q1*(y-Y1)/R13; Ey2 = Q2*(y-Y2)/R23;
где R1 = ((x-X1)2 + (y-Y1)2);
R2 = ((x-X2)2 + (y-Y2)2);
При изображении вектора на рисунке необходимо нормировать его модуль до размеров сетки: Ex = Ex*Km/ |E|; Ey = Ey*Km/ |E|;
где Km= 0. 5*dL; - масштабирующий множитель, dL = (dx2 + dy2);
Рисуя в каждом узле сетки нормированный вектор напряженности электростатического поля, получаем картину направлений силовых линий.
Построение силовых линий можно проводить по алгоритму “ из точки в точку”: из точки, расположенной на окружности радиуса R рисуется вектор, из конца которого проводится следующий вектор, и т, д,
+ +
Практическое задание N 2. 21
Построить вектора напряженности электростатического поля, созданного двумя или тремя зарядами для случаев: a) Q1=1, Q2=1; b) Q1=2, Q2=-1; c) Q1=1, Q2=-1, если в данном случае расстояние между зарядами мало, то получаем электрический диполь, d) Q1=1, Q2=-1, Q3=-1 ; e) Q1=1, Q2=-2, Q3=1.
139