File:Damped spring.gif

Z projektu Wikimedia Commons
Skočit na navigaci Skočit na vyhledávání

Damped_spring.gif(110 × 359 pixelů, velikost souboru: 207 KB, MIME typ: image/gif, ve smyčce, 65 snímků, 4,6 s)

Popisky

Popisky

Přidejte jednořádkové vysvětlení, co tento soubor představuje

Popis[editovat]

Popis Illustration of en:Damping
Datum (UTC)
Zdroj self-made with en:Matlab. Converted to gif animation with the en:ImageMagick convert tool (see the specific command later in the code).
Autor Oleg Alexandrov
Další verze Harmonic version
GIF vývoj
InfoField
 
Tento GIF grafika byl vytvořen programem MATLAB
Zdrojový kód
InfoField

MATLAB code

% Illustration of a damped spring

function main()

% colors
   black =    [0, 0, 0];
   white    = 0.99*[1, 1, 1];
   cobalt   = [0 	71 	171]/256;
   pblue    = [0 	49 	83]/256;
   tene     = [205 	87 	0]/256;
   wall_color   = pblue;
   spring_color = cobalt;
   mass_color    = tene;
   a=0.65; bmass_color   = a*mass_color+(1-a)*black;
   % linewidth and fontsize
   lw=2;
   fs=20;

   ww = 0.5;  % wall width
   ms = 0.25; % the size of the mass        
   sw=0.1;    % spring width
   curls = 8;

   A = 0.45; % the amplitude of spring oscillations
   B = -1; % the y coordinate of the base state (the origin is higher, at the wall)

   %  Each of the small lines has length l
   l = 0.05;

   N = 15;  % times per oscillation 
   No = 4; % number of oscillations
   damping = 0.1; % controls the damping
   for i = 1:(N*No+5)

      % set up the plotting window
      figure(1); clf; hold on; axis equal; axis off;

   
      t = 2*pi*(i-1)/(N-0)+pi/2; % current time
      H= A*exp(-damping*t)*sin(t) +  B;      % position of the mass

      % plot the spring from Start to End
      Start = [0, 0]; End = [0, H];
      [X, Y]=do_plot_spring(Start, End, curls, sw);
      plot(X, Y, 'linewidth', lw, 'color', spring_color); 

      % Here we cheat. We modify the point B so that the mass is attached exactly at the end of the
      % spring. This should not be necessary. I am too lazy to to the exact calculation.
      K = length(X); End(1) = X(K); End(2) = Y(K);
            
      % plot the wall from which the spring is hanging
      plot_wall(-ww/2, ww/2, l, lw, wall_color);

      % plot the mass at the end of the spring
      X=[-ms/2 ms/2 ms/2 -ms/2 -ms/2 ms/2]+End(1); Y=[0 0 -ms -ms 0 0]+End(2);
      H=fill(X, Y, mass_color, 'EdgeColor', bmass_color, 'linewidth', lw);

	  
	  % the bounding box
	  Sx = -0.4*ww;  Sy = B-A*exp(-damping*3*pi/2)-ms+0.05; 
	  Lx = 0.4*ww+l; Ly=l;
	  axis([Sx, Lx, Sy, Ly]);
	  plot(Sx, Sy, '*', 'color', white); % a hack to avoid a saveas to eps bug
	  
      saveas(gcf, sprintf('Spring_frame%d.eps', 1000+i), 'psc2') %save the current frame
      disp(sprintf('Spring_frame%d', 1000+i)); %show the frame number we are at
      
      pause(0.1);
      
   end

% The following command was used to create the animated figure.    
% convert -antialias -loop 10000  -delay 7 -compress LZW Spring_frame10* Damped_spring.gif
   

function [X, Y]=do_plot_spring(A, B, curls, sw);
%  plot a 3D spring, then project it onto 2D. theta controls the angle of projection.
%  The string starts at A and ends at B

   % will rotate by theta when projecting from 1D to 2D
   theta=pi/6;
   Npoints = 500;
   
   % spring length
   D = sqrt((A(1)-B(1))^2+(A(2)-B(2))^2);
   
   X=linspace(0, 1, Npoints);

   XX = linspace(-pi/2, 2*pi*curls+pi/2, Npoints);
   Y=-sw*cos(XX);
   Z=sw*sin(XX);
   
%  b gives the length of the small straight segments at the ends
%  of the spring (to which the wall and the mass are attached)
   b= 0.05; 

% stretch the spring in X to make it of length D - 2*b
   N = length(X);
   X = (D-2*b)*(X-X(1))/(X(N)-X(1));
   
% shift by b to the right and add the two small segments of length b
   X=[0, X+b X(N)+2*b]; Y=[Y(1) Y Y(N)]; Z=[Z(1) Z Z(N)]; 

   % project the 3D spring to 2D
   M=[cos(theta) sin(theta); -sin(theta) cos(theta)];
   N=length(X);
   for i=1:N;
      V=M*[X(i), Z(i)]';
      X(i)=V(1); Z(i)=V(2);
   end

%  shift the spring to start from 0
   X = X-X(1);
   
% now that we have the horisontal spring (X, Y) of length D,
% rotate and translate it to go from A to B
   Theta = atan2(B(2)-A(2), B(1)-A(1));
   M=[cos(Theta) -sin(Theta); sin(Theta) cos(Theta)];

   N=length(X);
   for i=1:N;
      V=M*[X(i), Y(i)]'+A';
      X(i)=V(1); Y(i)=V(2);
   end

function plot_wall(S, E, l, lw, wall_color)

%  Plot a wall from S to E.
   no=20; spacing=(E-S)/(no-1);
   
   plot([S, E], [0, 0], 'linewidth', 1.8*lw, 'color', wall_color);

   V=l*(0:0.1:1);

   for i=0:(no-1)
      plot(S+ i*spacing + V, V, 'color', wall_color)
   end

Licence[editovat]

Public domain Já, autor tohoto díla, jej tímto uvolňuji jako volné dílo, a to celosvětově.
V některých zemích to není podle zákona možné; v takovém případě:
Poskytuji komukoli právo užívat toto dílo za libovolným účelem, a to bezpodmínečně s výjimkou podmínek vyžadovaných zákonem.

Historie souboru

Kliknutím na datum a čas se zobrazí tehdejší verze souboru.

Datum a časNáhledRozměryUživatelKomentář
současná11. 10. 2008, 17:11Náhled verze z 11. 10. 2008, 17:11110 × 359 (207 KB)Nard the Bard (diskuse | příspěvky)replace lost file
24. 6. 2007, 03:54Bez náhledu110 × 359 (207 KB)Oleg Alexandrov (diskuse | příspěvky)Illustration of en:Damping {{Information |Description= |Source=self-made with en:Matlab. Converted to gif animation with the en:ImageMagick convert tool (see the specific command later in the code). |Date= 02:42, 24 June 2007 (UTC) |Autho

Na Commons na soubor odkazují tyto stránky:

Globální využití souboru

Tento soubor využívají následující wiki: