第1章 等速・等加速度運動

1.1　等速運動と等加速度運動

【リスト1-1】ボール移動シミュレーション
from tkinter import *
import time
root=Tk()
canvas=Canvas(root, width=300,height=300,bg="white");canvas.pack()
W = 20; ball = canvas.create_oval(5, 5, 5 + W, 5 + W, fill="red")
x = 100; y = 100; Vx = 5; LM = 300 - W # 初期値設定　
while(1):
    canvas.coords(ball, x,y, x+W, y+W); root.update()#座標変更
    x += Vx
    if   x <=  0: Vx =  abs(Vx) # 左端に来たら速度を右方向に
    elif x >= LM: Vx = -abs(Vx) # 右端にきたら速度を左方向に
    time.sleep(0.01)            # 0.01秒sleep

【リスト1-2】等加速度運動シミュレーション
from tkinter import *
import time
root=Tk()
canvas=Canvas(root, width=300,height=300,bg="white");canvas.pack()
W = 20;
ball = canvas.create_oval(5, 5, 5 + W, 5 + W, fill="red")
x = 150; y = 100; Vy = 0; Ay=0.1; LM = 300 - W ; LL=100 # 初期値設定　
while(1):
    canvas.coords(ball, x,y, x+W, y+W); root.update()#座標変更
    y  += Vy #位置の移動
    Vy += Ay #加速度による速度の加算
    if y>=LM: Vy = -abs(Vy) # 下端にきたら速度を上方向に
    if y<LL : Vy = 0; y=LL #計算誤差調整用
    time.sleep(0.01)        # 0.01秒sleep

【リスト1-3】速度方向と加速度方向が異なるとき
from tkinter import *
import time,math
root=Tk()
canvas=Canvas(root, width=300,height=300,bg="white");canvas.pack()
W = 20;WH=W/2
line = canvas.create_line(5, 5, 5 + W, 5 + W, fill="blue")
ball = canvas.create_oval(5, 5, 5 + W, 5 + W, fill="red")
x = 150+WH; y = 50; Vx=10; Vy = 0; LM = 300 - W ; LL=100 # 初期値設定
while(1):
    canvas.coords(line, 150,150, x+WH, y+WH); root.update()#座標変更
    canvas.coords(ball, x,y, x+W, y+W); root.update()#座標変更
    x+=Vx; y+=Vy
    X = x + WH; Y = y + WH; Ax = X - 150; Ay = Y - 150
    Vx -= Ax * 0.01; Vy -= Ay * 0.01
    time.sleep(0.01)        # 0.01秒sleep

1.2　等速・等加速度運動の組合せ
【リスト1-4】等速・等加速度運動の組合せ
from tkinter import *
import time
root=Tk()
canvas=Canvas(root, width=300,height=300,bg="white");canvas.pack()
W = 20;
ball = canvas.create_oval(5, 5, 5 + W, 5 + W, fill="red")
x = 150; y = 100; Vy = 0; Ay=0.1; Vx=4; LM = 300 - W ; LL=100 # 初期値設定　
while(1):
    canvas.coords(ball, x,y, x+W, y+W); root.update()#座標変更
    x += Vx
    if   x <=  0: Vx =  abs(Vx) # 左端に来たら速度を右方向に
    elif x >= LM: Vx = -abs(Vx) # 右端にきたら速度を左方向に
    y += Vy; Vy += Ay           #加速度運動
    if y>=LM: Vy = -abs(Vy)     # 下端にきたら速度を上方向に       
    if y<LL : Vy = 0; y=LL      #計算誤差調整用
    time.sleep(0.01)            # 0.01秒sleep

1.3 反発係数

【リスト1-5】反発係数のシミュレーション(【リスト1-4】と異なる部分を赤太字で示す)
from tkinter import *
import time
root=Tk()
canvas=Canvas(root, width=300,height=300,bg="white");canvas.pack()
W = 20;alfa=0.9
ball = canvas.create_oval(5, 5, 5 + W, 5 + W, fill="red")
x = 150; y = 100; Vy = 0; Ay=0.1; Vx=4; LM = 300 - W ; LL=100 # 初期値設定
while(1):
    canvas.coords(ball, x,y, x+W, y+W); root.update()#座標変更
    x += Vx
    if   x <=  0: Vx =  abs(Vx)*alfa # 左端に来たら速度を右方向に
    elif x >= LM: Vx = -abs(Vx)*alfa # 右端にきたら速度を左方向に
    y += Vy; Vy += Ay
    if y>=LM: Vy = -abs(Vy)*alfa     # 下端にきたら速度を上方向に
    if y<LL : Vy = 0; y=LL           #計算誤差調整用
    time.sleep(0.01)                 # 0.01秒sleep

1.4 粘性抵抗

【リスト1-6】粘性抵抗のシミュレーション（【リスト1-4】と異なる部分を赤太字で示す）
from tkinter import *
import time
root=Tk()
canvas=Canvas(root, width=300,height=300,bg="white");canvas.pack()
W = 20; mu=0.005
ball = canvas.create_oval(5, 5, 5 + W, 5 + W, fill="red")
x = 150; y = 100; Vy = 0; Ay=0.1; Vx=4; LM = 300 - W ; LL=100 # 初期値設定　
while(1):
    canvas.coords(ball, x,y, x+W, y+W); root.update()#座標変更
    x += Vx; Vx -= mu*Vx
    if   x <=  0: Vx =  abs(Vx) # 左端に来たら速度を右方向に
    elif x >= LM: Vx = -abs(Vx) # 右端にきたら速度を左方向に
    y += Vy; Vy += Ay -mu*Vy
    if y>=LM:Vy = -abs(Vy)      # 下端にきたら速度を上方向に
    if y<LL : Vy = 0; y=LL      #計算誤差調整用
    time.sleep(0.01)            # 0.01秒sleep

1.5 反発係数と粘性抵抗

【リスト1-7】反発係数と粘性抵抗のシミュレーション
from tkinter import *
import time
root=Tk()
canvas=Canvas(root, width=300,height=300,bg="white");canvas.pack()
W = 20;mu=0.005; alf=0.9
ball = canvas.create_oval(5, 5, 5 + W, 5 + W, fill="red")
x = 150; y = 100; Vy = 0; Ay=0.1; Vx=4; LM = 300 - W ; LL=100 # 初期値設定　
while(1):
    canvas.coords(ball, x,y, x+W, y+W); root.update()#座標変更
    x += Vx; Vx -= mu*Vx
    if   x <=  0: Vx =  abs(Vx)*alf # 左端に来たら速度を右方向に
    elif x >= LM: Vx = -abs(Vx)*alf # 右端にきたら速度を左方向に
    y += Vy; Vy += Ay -mu*Vy
    if y>=LM:Vy = -abs(Vy)*alf      # 下端にきたら速度を上方向に
    #if y<LL : Vy = 0; y=LL         #計算誤差調整用（コメントにする）
    time.sleep(0.01)                # 0.01秒sleep

【リスト1-8】誤差調整用の粘性抵抗
from tkinter import *
import time
root=Tk()
canvas=Canvas(root, width=300,height=300,bg="white");canvas.pack()
W = 20;mu=0.000414; dmu=0.000000001
ball = canvas.create_oval(5, 5, 5 + W, 5 + W, fill="red")
x = 150; y = 100; Vy = 0; Ay=0.1; LM = 300 - W ; LL=100 # 初期値設定　
while(1):
    canvas.coords(ball, x,y, x+W, y+W); root.update()#座標変更
    y  += Vy
    Vy += Ay-mu*Vy
    if y>=LM: Vy = -abs(Vy) # 下端にきたら速度を上方向に
    if y<LL :
        print(y, Vy,mu); mu+=dmu
        Vy = 0; y=LL #計算誤差調整用
    time.sleep(0.01)        # 0.01秒sleep