Динамический гаситель — различия между версиями

  1 function MainParticle(canvas) {
  2     // Предварительные установки
  3     var context    = canvas.getContext("2d");  // на context происходит рисование
  4 	
  5    //  Задание констант	
  6     const Pi = 3.1415926;                   // число "пи"
  7     const m0 = 1;                           // масштаб массы
  8     const T0 = 1;                           // масштаб времени (период колебаний исходной системы)
  9     const a0 = 1;                           // масштаб расстояния (диаметр шара)
 10 
 11     const g0 = a0 / T0 / T0;                // масштаб ускорения (ускорение, при котором за T0 будет пройдено расстояние a0)
 12     const k0 = 2 * Pi / T0;                 // масштаб частоты
 13     const C0 = m0 * k0 * k0;                // масштаб жесткости
 14 	var scale1 = 0.5;
 15 	var scale2 = 0.5;
 16 	var coil = 7;
 17 	var coil2 = 5;
 18 	var t = 0;
 19 	var qq = 0;
 20     // *** Задание физических параметров ***
 21 	var xShift= 0;
 22     const Ny = 15;                           // число шаров, помещающихся по вертикали в окно (задает размер шара относительно размера окна)
 23     const Nx = 15;							 // число шаров, помещающихся по вертикали в окно (задает размер шара относительно размера окна)
 24 	const l1 =  11*a0;						// длина первой пружины
 25 	const l2 =  2*a0;						// длина второй пружины
 26 	var m1 = 5 * m0;  						// масса первого шара
 27 	var m2 = 10 * m0; 						// масса второго шара
 28     const Cwall = 10 * C0;                  // жесткость стен
 29     const r = 1 * a0;                     // радиус частицы в расчетных координатах
 30 	var c1 = 100;                    	    // "жесткость" пружинки 1
 31 	var c2 = 100;                     		// "жесткость" пружинки 1
 32 	var vx0 = 0 * a0/T0;					//начальная скорость
 33 	var E = 0;								//энергия системы
 34 	var Vmax = 0; var Mmin = 0; var Vprov = 0;
 35 	var dby, dcy, bc, cc;
 36 	
 37 
 38 	//*** Передача значений слайдерам и текстовым окнам***
 39 	Text_m1.value  = m1;
 40 	Text_m2.value  = m2;
 41 	Text_c1.value  = c1;
 42 	Text_c2.value  = c2;
 43 		
 44 	Slider_m1.min = 0.1;          
 45     Slider_m1.max = 10;
 46     Slider_m1.step = 0.1;
 47     Slider_m1.value = Text_m1.value; 
 48 	
 49 	Slider_m2.min = 0.1;          
 50     Slider_m2.max = 10;
 51     Slider_m2.step = 0.1;
 52     Slider_m2.value = Text_m2.value; 
 53 	
 54 	Slider_c2.min = 1;     				Slider_c1.min = 1;     
 55     Slider_c2.max = 200;				Slider_c1.max = 200;
 56     Slider_c2.step = 1;					Slider_c1.step = 1;
 57     Slider_c2.value = Text_c2.value; 	Slider_c1.value = Text_c1.value; 	
 58 	
 59     // *** Задание вычислительных параметров ***
 60 
 61     const fps = 550;                         // frames per second - число кадров в секунду (качеcтво отображения)
 62     const spf = 260;                        // steps per frame   - число шагов интегрирования между кадрами (скорость расчета)
 63     const dt  = 0.01 * T0 / fps;           // шаг интегрирования 
 64 	
 65 	// Задание констант для рисования
 66 	const scale    = canvas.height / Ny * a0;  // масштабный коэффициент для перехода от расчетных к экранным координатам
 67 	
 68     var w = canvas.width / scale;		 // ширина окна в расчетных координатах
 69 	var h = canvas.height / scale;       // высота окна в расчетных координатах
 70 
 71 	
 72     // -------------------------------         Выполнение программы              ------------------------------------------
 73 	// Добавление шара 1
 74     var b = [];
 75 	var time = 1;
 76 	b.y  = l1-h/2;            b.x   = h / 2;   // расчетные координаты шара
 77 	b.y_ = b.y;              b.x_  = b.x; 
 78 	b.fy = 0;                b.vy = 0;               // начальная скорость
 79 	// Добавление шара 2
 80 	var c = [];
 81 	c.y  = l2 + l1 - h/2;    		 c.x   = h / 2;   // расчетные координаты шара
 82 	c.y_ = c.y;              c.x_  = c.x; 
 83 	c.fy = 0;              	c.vy = 0;                // начальная скорость
 84 
 85 	
 86 	// центр рамки 
 87 	var origin = [];
 88 	origin.x = w/2;	origin.y = h/2;
 89 	// стенка 
 90 	var wall1 = [];
 91 	wall1.x = w/2 ;	wall1.y = h/2;
 92 
 93 	// Основной цикл программы
 94 	setInterval(control, 1500 / fps);  // функция control вызывается с периодом, определяемым вторым параметром 
 95 	
 96 // ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 97 // ---------------------------------           Определение всех функций              -----------------------------------
 98 // ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 99 	
100 	// функция запускается при нажатии клавиши мыши
101     canvas.onmousedown = function(e) 
102 	{
103         var m = mouseCoords(e);                     // получаем координаты курсора мыши
104 		context.clearRect(0, 0, w * scale, h* scale);      
105 		context.closePath();
106         context.fill();
107         var x = b.x*scale - m.x;                     // расстояние от центра шара до курсора по оси x
108         var y = b.y*scale - m.y;  					 // расстояние от центра шара до курсора по оси y
109         var rLen2 = x * x + y * y;                   // квадрат расстояния между курсором и центром шара
110 		//console.log(rLen2);
111 		//console.log(100*r*r);
112         if (rLen2 <= 500 * r * r)					 // если курсор нажал на шар
113 		{                       
114             yShift = b.y * scale - m.y;                // сдвиг курсора относительно центра шара по x
115             canvas.onmousemove = mouseMove; 		 // пока клавиша нажата - работает функция перемещения
116 			
117         }
118     }
119  
120     // функция запускается при отпускании клавиши мыши
121     document.onmouseup = function() 
122 	{
123         canvas.onmousemove = null;        // когда клавиша отпущена - функции перемещения нет
124     }
125  
126     // функция запускается при перемещении мыши (много раз, в каждый момент перемещения)
127     // в нашем случае работает только с зажатой клавишей мыши
128     function mouseMove(e) {
129 		context.clearRect(0, 0, w * scale, h* scale);      
130        var m = mouseCoords(e); 		// получаем координаты курсора мыши
131         b.y = (m.y + yShift)/scale;
132 		b.vy = 0; c.vy = 0; 
133 		//var scale1 = 0.0000000002;
134 		//var scale2 = 0.2;
135 		
136     }
137  
138     // функция возвращает координаты курсора мыши
139     function mouseCoords(e) {
140         var m = [] ;
141         var rect = canvas.getBoundingClientRect();
142         m.x = e.clientX - rect.left;
143         m.y = e.clientY - rect.top;
144         return m;
145     }
146 	// основная функция, вызываемая в программе
147 	function control() 
148 	{
149         physics(); // делаем spf шагов интегрирование
150 		draw();
151 		
152     }
153 
154 	this.set_m1 = function(input) 
155 	{
156 		m1 = Number(input);   
157         context.clearRect(0, 0, w * scale, h* scale);      
158 	}
159 	
160 	this.set_c1 = function(input) 
161 	{
162 		c1 = Number(input);   
163       context.clearRect(0, 0, w * scale, h* scale);      		
164 	}
165 	
166 	this.set_m2 = function(input) 
167 	{
168 		m2 = Number(input);   
169     context.clearRect(0, 0, w * scale, h* scale);      
170 	}
171 	
172 	this.set_c2 = function(input) 
173 	{;
174 		c2 = Number(input);   
175         context.clearRect(0, 0, w * scale, h* scale);      
176 }
177 
178 	
179     // Функция, делающая spf шагов интегрирования
180     function physics()
181 	{     
182         b.y_ = b.y;  b.vy_= b.vy;									//записываем старые координаты и скорости
183 		c.y_ = c.y;  c.vy_= c.vy;
184 		E_ = E;
185 
186 			for (var s = 1; s <= spf; s++) 	
187 			{
188 			b.vy  +=  (c2*(-b.y + c.y - l2) - c1*(b.y - l1 + h/2))/m1*dt; //расчет скорости первого шара
189 			c.vy  += -c2*(c.y - b.y - l2)/m2*dt;					//расчет скорости второго шара
190 			if (c1/m1 == c2/m2) {
191 			qq++;
192 			b.vy = 0; c.vy = 0; t += dt;
193 			wall1.y = h/2 + Math.sin(t);
194 			if(qq == 1){
195 			dby = b.y - l1 + h/2 ;
196 			dcy = c.y -l2 - l1 + h/2;
197 			bc = b.y;
198 			cc = c.y;
199 			}
200 			if (qq<50001)
201 			{
202 			b.y = bc - dby/50000 + Math.sin(t);											//расчет координаты первого шара
203 			c.y = cc - dcy/50000 + Math.sin(t);
204 			bc -= dby/50000;
205 			cc -= dcy/50000;
206 			wall1.y = h/2 + Math.sin(t);
207 			}
208 			else {
209 				b.y = l1 - h/2 + Math.sin(t);
210 				c.y = l2+l1-h/2+Math.sin(t);
211 			}
212 			}
213 			if (c.vy != 0 && b.vy != 0)
214 			{t += dt;
215 			wall1.y = h/2 + Math.sin(t);
216 			qq = 0;
217 			}
218 			b.y += b.vy*dt;											//расчет координаты первого шара
219 			c.y += c.vy*dt;											//расчет координаты второго шара
220 			E = 0.5*(m1*b.vy*b.vy + m2*c.vy*c.vy)+0.5*c2*(c.y - b.y -l2)*(c.y - b.y -l2)+0.5*c1*(b.y-l1)*(b.y - l1); //рачсет энергии системы
221 			//Vprov = Math.max(b.vx, c.vx);
222 			//if ((Vprov) > Vmax) Vmax = b.vx;	   
223 
224 			}
225 	  
226 	   time = time + 1;
227 	   
228     }
229 	
230     // определение функций, рисующих частицу, стенки и графики
231     
232     function draw() //функция, рисующая шары, стенку и пружины
233 	{
234 			context.clearRect(0, 0, w * scale, h * scale);      // очистить экран
235            
236 		    // линия, соединяющая первую частицу со стенкой
237 		   	context.beginPath();
238             for (var i = 0; i <= coil; i++ ) {
239             var x;
240             var y;
241             if (i != coil + 1) {
242                 y = c.y*scale + ((b.y - c.y))*scale/coil*i;
243                 x = canvas.width/2 + ((i%2==0)?-1:1)*8 + (b.x - a0)/coil*i;
244             } else {
245                 y = c.y*scale + ((b.y - c.y))*scale/coil*(i+1);
246                 x = canvas.width/2 + ((i%2==0)?1:-1)*8 +  (b.x - a0)/coil*(i+1);
247             }
248             context.lineTo(x, y);
249 			}
250 			context.stroke();
251 			// линия, соединяющая первую частицу со второй
252 		   	context.beginPath();
253             for (var i = 0; i <= coil2; i++ ) {
254             var x;
255             var y;
256             if (i != coil2 + 1) {
257                 y = wall1.y*scale + ((c.y - wall1.y))*scale/coil2*i;
258                 x = canvas.width/2 + ((i%2==0)?-1:1)*8 + (b.x - a0)/coil*i;
259             } else {
260                 y = wall1.y*scale + ((c.y - wall1.y))*scale/coil2*(i+1);
261                 x = canvas.width/2 + ((i%2==0)?1:-1)*8 +  (b.x - a0)/coil*(i+1);
262             }
263             context.lineTo(x, y);
264 			}
265 			context.stroke();			// стенка 
266 			context.moveTo((wall1.x+a0)*scale, wall1.y *scale );
267         	context.lineTo((wall1.x-a0)*scale, wall1.y*scale );	
268 			context.closePath();
269 			context.stroke();
270 			
271 			// частица вторая
272 			context.fillStyle = "#FF0A47";
273 			context.beginPath();
274             context.arc(c.x * scale, c.y * scale, 0.5*r * scale, 0,  2*Math.PI, false);
275 			context.fill();
276 			//частица первая
277 			context.fillStyle = "#0AC2FF";
278          	context.beginPath();
279             context.arc(b.x * scale, b.y * scale, 0.5*r * scale, 0,  2*Math.PI, false);
280 			context.fill();
281 			
282 			
283     }
284 	 
285  
286 }

 1 <!DOCTYPE html>
 2 <html>
 3 <head>
 4     <title> Particle </title>
 5     <script src="particle_in_well_2.js"></script>
 6 </head>
 7 <body>
 8 	<!-- Добавление области для рисования частицы -->
 9     <canvas id="canvasBalls" width="500" height="500" style="border:1px solid #000000;"></canvas
10 	
11 	<!-- Масса 1 -->
12 	<div>
13 	    m1 =
14         <input id="Text_m1" style="width: 4.2ex;" required pattern="[-+]?([0-9]*\.[0-9]+|[0-9]+)" oninput="
15             if (!this.checkValidity()) return;
16             app.set_m1(this.value);
17             document.getElementById('Slider_m1').value = this.value;
18         ">
19 		<input type = "range"  id="Slider_m1" style="width: 100px;" oninput="app.set_m1(this.value); document.getElementById('Text_m1').value = this.value;">
20         </I></font>
21     </div>
22 	
23 	<!-- Жесткость 1-->
24 	<div>
25 	    c1 =
26         <input id="Text_c1" style="width: 4.2ex;" required pattern="[-+]?([0-9]*\.[0-9]+|[0-9]+)" oninput="
27             if (!this.checkValidity()) return;
28             app.set_c1(this.value);
29             document.getElementById('Slider_c1').value = this.value;
30         ">
31 		<input type = "range"  id="Slider_c1" style="width: 100px;" oninput="app.set_c1(this.value); document.getElementById('Text_c1').value = this.value;">
32         </I></font>
33     </div>
34 	
35 	<!-- Масса 2-->
36 	<div>
37 	    m2 =
38         <input id="Text_m2" style="width: 4.2ex;" required pattern="[-+]?([0-9]*\.[0-9]+|[0-9]+)" oninput="
39             if (!this.checkValidity()) return;
40             app.set_m2(this.value);
41             document.getElementById('Slider_m2').value = this.value;
42         ">
43 		<input type = "range"  id="Slider_m2" style="width: 100px;" oninput="app.set_m2(this.value); document.getElementById('Text_m2').value = this.value;">
44         </I></font>
45     </div>
46 	
47 	<!--Жесткость 2 -->
48 	<div>
49 	    c2 =
50         <input id="Text_c2" style="width: 4.2ex;" required pattern="[-+]?([0-9]*\.[0-9]+|[0-9]+)" oninput="
51             if (!this.checkValidity()) return;
52             app.set_c2(this.value);
53 			document.getElementById('Slider_c2').value = this.value;
54 			
55             
56         ">
57 		<input type = "range"  id="Slider_c2" style="width: 100px;" oninput="app.set_c2(this.value); document.getElementById('Text_c2').value = this.value;">
58 		
59         </I></font>
60     </div>
61     <script type="text/javascript"> app = new MainParticle(document.getElementById('canvasBalls'));</script>
62 </body>
63 </html>