Vaizdas:Tautochrone curve.gif

Iš testwiki.
Pereiti į navigaciją Jump to search
Tautochrone_curve.gif (300 × 200 taškų, rinkmenos dydis: 102 KiB, MIME tipas: image/gif, ciklinis, 80 kadrų, 3,2 s)

Ši rinkmena yra iš Vikiteka ir gali būti naudojama kituose projektuose. Informacija iš failo aprašymo puslapio yra pateikiama žemiau.

Aprašymas

Aprašymas

A tautochrone curve is the curve for which the time taken by an object sliding without friction in uniform gravity to its lowest point is independent of its starting point. Here, four points at different positions reach the bottom at the same time.



In the graphic, s represents arc length, t represents time, and the blue arrows represent acceleration along the trajectory. As the points reach the horizontal, the velocity becomes constant, the arc length being linear to time.
Data m. gegužės 9 d.; new version 2009 m. rugpjūčio
Šaltinis Mano darbas
Autorius

Claudio Rocchini

rewritten by Geek3
GIF genesis
InfoField
 Šis GIF paveikslėlis sukurtas su Matplotlib.
Išeitinis kodas
InfoField

Python code

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf8 -*-

'''
animation of balls on a tautochrone curve
'''

import os
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patches as patches
from matplotlib import animation
from math import *

# settings
fname = 'Tautochrone curve'
width, height = 300, 200
nframes = 80
fps=25

balls = [
{'a':1.0, 'color':'#0000c0'},
{'a':0.8, 'color':'#c00000'},
{'a':0.6, 'color':'#00c000'},
{'a':0.4, 'color':'#c0c000'}]

def curve(phi):
    x = phi + sin(phi)
    y = 1.0 - cos(phi)
    return np.array([x, y])

def animate(nframe, empty=False):
    t = nframe / float(nframes - 1.)
    
    # prepare a clean and image-filling canvas for each frame
    fig = plt.gcf()
    fig.clf()
    ax_canvas = plt.gca()
    ax_canvas.set_position((0, 0, 1, 1))
    ax_canvas.set_xlim(0, width)
    ax_canvas.set_ylim(0, height)
    ax_canvas.axis('off')
    
    # draw the ramp
    x0, y0 = 293, 8
    h = 182
    npoints = 200
    points = []
    for i in range(npoints):
        phi = i / (npoints - 1.0) * pi - pi
        x, y = h/2. * curve(phi) + np.array([x0, y0])
        points.append([x, y])
    
    rampline = patches.Polygon(points, closed=False, facecolor='none',
                       edgecolor='black', linewidth=1.5, capstyle='butt')
    points += [[x0-h*pi/2, y0], [x0-h*pi/2, y0+h]]
    
    ramp = patches.Polygon(points, closed=True, facecolor='#c0c0c0', edgecolor='none')
    
    # plot axes
    plotw = 0.5
    ax_plot = fig.add_axes((0.47, 0.46, plotw, plotw*2/pi*width/height))
    ax_plot.set_xlim(0, 1)
    ax_plot.set_ylim(0, 1)
    for b in balls:
        time_array = np.linspace(0, 1, 201)
        phi_pendulum_array = (1 - b['a'] * np.cos(time_array*pi/2))
        ax_plot.plot(time_array, phi_pendulum_array, '-', color=b['color'], lw=.8)
    ax_plot.set_xticks([])
    ax_plot.set_yticks([])
    ax_plot.set_xlabel('t')
    ax_plot.set_ylabel('s')
    
    ax_canvas.add_patch(ramp)
    ax_canvas.add_patch(rampline)
    
    for b in balls:
        # draw the balls
        phi_pendulum = b['a'] * -cos(t * pi/2)
        phi_wheel = 2 * asin(phi_pendulum)
        phi_wheel = -abs(phi_wheel)
        x, y = h/2. * curve(phi_wheel) + np.array([x0, y0])
        ax_canvas.add_patch(patches.Circle((x, y), radius=6., zorder=3,
                            facecolor=b['color'], edgecolor='black'))
        ax_plot.plot([t], [1 + phi_pendulum], '.', ms=6., mec='none', mfc='black')
        
        v = h/2. * np.array([1 + cos(phi_wheel), sin(phi_wheel)])
        vnorm = v / hypot(v[0], v[1])
        # in the harmonic motion, acceleration is proportional to -position
        acc_along_line = 38. * -phi_pendulum * vnorm
        ax_canvas.arrow(x, y, acc_along_line[0], acc_along_line[1],
                 head_width=6, head_length=6, fc='#1b00ff', ec='#1b00ff')

fig = plt.figure(figsize=(width/100., height/100.))
print 'saving', fname + '.gif'
#anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, frames=nframes)
#anim.save(fname + '.gif', writer='imagemagick', fps=fps)

frames = []
for nframe in range(nframes):
    frame = fname + '_{:02}.png'.format(nframe)
    animation.FuncAnimation(fig, lambda n: animate(nframe), frames=1).save(
        frame, writer='imagemagick')
    frames.append(frame)

# assemble animation using imagemagick, this avoids dithering and huge filesize
os.system('convert -delay {} +dither +remap -layers Optimize {} "{}"'.format(
    100//fps, ' '.join(['"' + f + '"' for f in frames]), fname + '.gif'))
for frame in frames:
    if os.path.exists(frame):
        os.remove(frame)

Licencija

Aš, šio darbo autoriaus teisių savininkas, publikuoju jį su šiomis licencijomis:
GNU head Suteikiamas leidimas kopijuoti, platinti ir/ar redaguoti šį dokumentą pagal GNU Free Documentation licencijos versijos 1.2 ar bet kurios vėlesnės versijos sąlygas, publikuotas Free Software Foundation; be nekintamų dalių, be priekinių ir galinių tekstinių žymų viršeliuose. Šios licencijos kopija įtraukta dalyje, pavadintoje GNU Free Documentation License.
w:lt:Creative Commons
autoriaus nurodymas dalinkis panašiai
Šiam failui taikoma Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported licencija.
Jūs galite:
  • dalintis – kopijuoti, platinti bei persiųsti šį darbą
  • pri(si)taikyti – adaptuoti darbą
Su šiomis sąlygomis:
  • autoriaus nurodymas – Turite pateikti atitinkamą kreditą, pateikti nuorodą į licenciją ir nurodyti, ar buvo atlikti pakeitimai. Tai galite padaryti bet kokiu būdu, bet ne taip, kad licencijos išdavėjas patvirtintų jus ar jūsų naudojimą.
  • dalinkis panašiai – Jei perdirbsite, redaguosite ar atkursite šį darbą, jį galėsite platinti tik su tokia pačia ar panašia į šią licencija.
Licencijos šablonas buvo priskirtas šiam failui kaip GFDL licencijos atnaujinimo dalis.
w:lt:Creative Commons
autoriaus nurodymas
Šiam failui taikoma Creative Commons Attribution 2.5 Generic licencija.
Jūs galite:
  • dalintis – kopijuoti, platinti bei persiųsti šį darbą
  • pri(si)taikyti – adaptuoti darbą
Su šiomis sąlygomis:
  • autoriaus nurodymas – Turite pateikti atitinkamą kreditą, pateikti nuorodą į licenciją ir nurodyti, ar buvo atlikti pakeitimai. Tai galite padaryti bet kokiu būdu, bet ne taip, kad licencijos išdavėjas patvirtintų jus ar jūsų naudojimą.
Galite pasirinkti, kurią licenciją norite naudoti.

Captions

Add a one-line explanation of what this file represents
A cycloid is a tautochrone curve. Blue arrows represent the dots' acceleration. In the top right corner graph, t stands for time, and s stands for arc length.

Items portrayed in this file

vaizduoja

9 gegužės 2007

media type anglų

image/gif

Rinkmenos istorija

Paspauskite ant datos/laiko, kad pamatytumėte rinkmeną tokią, kokia ji buvo tuo metu.

Data/LaikasMiniatiūraMatmenysNaudotojasPaaiškinimas
dabartinis14:15, 1 rugpjūčio 2009Versijos 14:15, 1 rugpjūčio 2009 miniatiūra300 × 200 (102 KiB)wikimediacommons>Geek3new physically correct version

Šis puslapis naudoja šią rinkmeną: