Свободные колебания платформы в вертикальной плоскости — различия между версиями

Файл "Spring.js" <syntaxhighlight lang="javascript" line start="1" enclose="div"> window.addEventListener("load", Main_Spring, true); function Main_Spring() {

   var canvas = spring_canvas;
   canvas.onselectstart = function () {return false;};     // запрет выделения canvas
   var ctx = canvas.getContext("2d");                      // на ctx происходит рисование
   var w = canvas.width;                                   // ширина окна в расчетных координатах
   var h = canvas.height;                                  // высота окна в расчетных координатах

   var Pi = Math.PI;    	      	    // число "пи"

var g = 9.81;

   var m0 = 1;    		      	        // масштаб массы
   var T0 = 1;    		      	        // масштаб времени (период колебаний исходной системы)

var dz = 0;

   var k0 = 2 * Pi / T0;           	// масштаб частоты
   var C0 = 1;          	// масштаб жесткости
   var D0 = 0.001;  	      	    // диаметра

var p0 = 1; // давление var E0 = 1; var L = 300;

   // *** Задание физических параметров ***

var E = 2.05e5 * E0; // модуль упругости

   var m = 3 * m0;                 	// масса
   var C = 15 * C0;                 	// жесткость
   var phi0 = 0;

slider_m.value = (m / m0).toFixed(1); number_m.value = (m / m0).toFixed(1);

   slider_C.value = (C / C0).toFixed(1); number_C.value = (C / C0).toFixed(1);
   slider_phi.value = (phi0).toFixed(1); number_phi.value = (phi0).toFixed(1);

   // *** Задание вычислительных параметров ***

   var fps = 100;		      	        // frames per second - число кадров в секунду (качечтво отображения)
   var spf = 50;		      	        // steps per frame   - число шагов интегрирования между кадрами (edtkbxbdftn скорость расчета)
   var dt  = 0.05 * T0 / fps;    	    // шаг интегрирования (качество расчета)
   var steps = 0;                      // количество шагов интегрирования

var dx = 150;

   function setM(new_m) {m = new_m * m0;}
   function setC(new_C) {C = new_C * C0;}
   function setphi(new_phi) {phi0 = new_phi; dz = 30*Math.sin(phi0*Math.PI/180); rect.y=rect.y+dz; console.log(phi0);}

   slider_m.oninput = function() {number_m.value = slider_m.value;       setM(slider_m.value);};
   number_m.oninput = function() {slider_m.value = number_m.value;       setM(number_m.value);};
   slider_C.oninput = function() {number_C.value = slider_C.value;       setC(slider_C.value);};
   number_C.oninput = function() {slider_C.value = number_C.value;       setC(number_C.value);};
   slider_phi.oninput = function() {number_phi.value = slider_phi.value;       setphi(slider_phi.value);};
   number_phi.oninput = function() {slider_phi.value = number_phi.value;       setphi(number_phi.value);};

   var count = true;       // проводить ли расчет системы
   var v = 0;				// скорость тела

   var rw = canvas.width / 10;    	var rh = canvas.height;
   var x0 = canvas.width / 2;     	var y0 = rh/2;

   // параметры пружины
   var coil = 11;        // количество витков
   var startY = h;       // закрепление пружины

   // создаем прямоугольник-грузик
   var rect = {
       x: x0,  width: dx,
       y: y0,	height: 20,
       fill: "rgba(112, 155, 255, 1)"    	// цвет
   };

   // график
   var vGraph = new New_graph(                  // определить график
       "#vGraph",                              // на html-элементе #vGraph
       250,                                    // сколько шагов по оси "x" отображается
       -1, 1, 0.2);                            // мин. значение оси Y, макс. значение оси Y, шаг по оси Y

   function control() {
       calculate();
       draw();
       requestAnimationFrame(control);
   }
   control();

// setInterval(control, 1000 / fps); // Запуск системы

   function calculate() {
       if (!count) return;
       for (var s=1; s<=spf; s++) {

var f = - C * (rect.y - y0);

           v += f / m * dt;
           rect.y += v * dt;
           steps++;
           if (steps % 80 == 0) vGraph.graphIter(steps, -(rect.y-y0)/canvas.height*2);   // подать данные на график
       }

   }
   function draw() {
      ctx.clearRect(0, 0, w, h);

ctx.fillStyle = "#4B4747"; ctx.beginPath(); ctx.moveTo(rect.x-dx,rect.y); ctx.lineTo(rect.x+dx,2*y0-rect.y); ctx.lineWidth = 20; ctx.stroke(); ctx.lineWidth = 1; draw_spring(rect.x-dx, rect.x-dx, rh-50, rect.y+dz/2, 20, 10); draw_spring(rect.x+dx, rect.x+dx, rh-50, 2*y0-rect.y-dz/2, 20, 10); ctx.fillStyle = "#4B4747"; ctx.beginPath(); ctx.arc(rect.x-dx, rh-50, 50 , 0, Math.PI*2, true); ctx.arc(rect.x+dx, rh-50, 50 , 0, Math.PI*2, true);

 ctx.closePath();
 ctx.fill();

   }

function draw_spring(x_start, x_end, y_start, y_end, h, n) { var L_x = x_end-x_start;

               var L_y = y_end-y_start;
               for (var i = 0; i < n; i++) {
                       var x_st = x_start + L_x / n * i;
                       var x_end = x_start + L_x / n * (i + 1);
                       var y_st = y_start + L_y / n * i;
                       var y_end = y_start + L_y / n * (i + 1);
                       var l_x = x_end - x_st;
                       var l_y = y_end - y_st;
                       ctx.beginPath();
                       ctx.bezierCurveTo(x_st , y_st , (x_st + l_x / 4 + h) , (y_st + l_y / 4) , (x_st + l_x / 2) , (y_st + l_y /2));
                       ctx.bezierCurveTo((x_st + l_x / 2) , (y_st + l_y / 2) , (x_st + 3 * l_x / 4 - h) , (y_st + 3 * l_y / 4) , (x_st + l_x) , (y_st + l_y)) ;
                       ctx.stroke();
               }
       }

} function New_graph(htmlElement, yArrayLen, minY, maxY, stepY){

   this.htmlElement = htmlElement;
   this.yArrayLen = yArrayLen;
   this.minY = minY;
   this.maxY = maxY;
   this.stepY = stepY;
   this.vArray = [];

} New_graph.prototype.graphIter = function(x, y){

   this.vArray.push([x, y]);                    // добавляем значение в конец массива
   if (this.vArray.length > this.yArrayLen) this.vArray.shift(); // если в массиве больше yArrayLen значений - удаляем первое
   var htmlElement1 = this.htmlElement;
   var vArray1 = this.vArray;
   var minY1 = this.minY;
   var maxY1 = this.maxY;
   var stepY1 = this.stepY;
   $(function() {
       var options = {
           yaxis: {
               min: minY1,
               max: maxY1,
               tickSize: stepY1
           }
       };
       $.plot(htmlElement1, [vArray1], options);  // рисуем график на элементе "vGraph"
   });

};

New_graph.prototype.graph = function(data){

   this.vArray = data;
   var htmlElement1 = this.htmlElement;
   var vArray1 = this.vArray;
   var minY1 = this.minY;
   var maxY1 = this.maxY;
   var stepY1 = this.stepY;
   $(function() {
       var options = {
           yaxis: {
               min: minY1,
               max: maxY1,
               tickSize: stepY1
           }
       };
       $.plot(htmlElement1, [vArray1], options);  // рисуем график на элементе "vGraph"
   });

};

function New(){} New.prototype.addSlider = function(htmlSliderElement, htmlValueElement, minVal, maxVal, stepVal, startVal, setFunc){

   $(function() {
       $( htmlSliderElement ).slider({                               // слайдер на div - элемент "slider_m"
           value:startVal, min: minVal, max: maxVal, step: stepVal,
           slide: function( event, ui ) {                      // работает во время движения слайдера
               $( htmlValueElement ).text( ui.value.toFixed(2) );    // присваивает значение текстовому полю "value_m"
               setFunc(ui.value);
           }
       });
   });

}; New.prototype.addInputSlider = function(htmlSliderElement, htmlValueElement, minVal, maxVal, stepVal, startVal, setFunc, pressFunc){

   window[pressFunc] = function(event){
       var regExpPattern = /[0-9]+[.]?[0-9]+/;
       var inputVal = document.getElementById(htmlValueElement.substr(1)).value;
       if (regExpPattern.test(inputVal.toString()) && inputVal != 0){setFunc(inputVal);}
   };

   $(function() {
       $( htmlSliderElement ).slider({
           value:startVal, min: minVal, max: maxVal, step: stepVal,
           slide: function( event, ui ) {
               $( htmlValueElement ).val( ui.value.toFixed(2) );
               setFunc(ui.value);
           }
       });
       $( htmlValueElement ).val($( htmlSliderElement ).slider( "value" ).toFixed(2) );
   });