Компьютерный эксперимент

ОДп.02.

Информатика и ИКТ

Автомеханик

УРОК № 70-71

Группа: 2

Дата: 27.12.2021 г.

Преподаватель: Л.Н.Иванова

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 20. МОДЕЛИРОВАНИЕ СВОБОДНОГО ПАДЕНИЯ В ЭТ

Цель: изучить моделирование свободного падения в электронных таблицах.

 

1. Заполните область исходных данных по образцу

 

	А	В	С	D
	Поражение цели
	Исходные данные
	Ускорение свободного падения	9,81
	Начальная скорость
б	Угол бросания в градусах
	Шаг измерения времени	0,2
	Координаты цели	X
		У
Точность попадания		0,035

 

2. Заполните область промежуточных расчетов и результатов:

 

Ячейка Формула

D12 =$D$5*COS($D$6*PI()/180) (1)

D13 =$D$5*SIN($D$6*PI()/180) (2)

А16 0 (3)

А17 =A16+$D$7 (4)

В16 =$D$12*A16 (5)

С16 =$D$13*A16-$D$4*A16*A16/2 (6)

D16 =B16-$D$8 (7)

E16 =C16-$D$9 (8)

F16 =KOPEHb(D16*D16+E16*E16) (9)

 

Столбцы A, B, C, D, E, F заполнить сверху вниз аналогичными формулами.

 

Компьютерный эксперимент

Провести тестовый расчет компьютерной модели по данным, приведенным в таблице.

1. Заполните столько строк расчетной таблицы, пока координата у не станет меньше нуля.

2.. Сравните результаты тестового расчета с результатами, при­веденными в примере расчета. Ниже в таблице представлено несколько строк с результатами расчетов по приведенным ис­ходным данным.

 

	А	В	С	D	Е	F
	Расчет
	начальная горизонтальная скорость	16,38
	начальная вертикальная скорость	11,47
				Расстояние до цели
	время	Х	У	горизонтальное	вертикальное	полное
	0,00	0,00	0,00	-10,00	-7,00	12,21
	0,20	3,28	2,10	-6,72	-4,90	8,32
	0,40	6,55	3,80	-3,45	-3,20	4,70
	0,60	9,83	5,12	-0,17	-1,88	1,89
	0,80	13,11	6,04	3,11	-0,96	3 25
	1,00	16,38	6,57	6,38	-0,43	6,40

3. По столбцам В и С построить диаграмму движения. Для построения диаграммы возь­мите столько расчетных значений, чтобы кривая пересекла го­ризонтальную ось х.

 

ЭКСПЕРИМЕНТ 1. Исследование движения тела

1. По диаграмме тестового примера опишите, как движется тело.

2. Объясните, как по диаграмме определить точку наивысшего подъема тела.

Объясните, что на диаграмме обозначает точка пересечения кривой с горизонтальной осью х. Как по таблице расчетов оп­ределить эту точку?

3. Определите по диаграмме, на каком расстоянии от точки бро­ска тело упадет на землю.

4. Определите по таблице расчетов:

• наибольшую высоту подъема;

• время движения до наивысшей точки;

• расстояние от точки броска до точки падения на землю;

• время движения до падения.

В свободной области электронной таблицы запишите результа­ты исследования движения тела по предложенному образцу.

 

Эксперимент 1	Скорость 20 м/с	Скорость
	Угол 35	угол
Наибольшая высота подъема
Время движения до наивысшей точки
Расстояние до точки падения
Время движения до падения

5. Введите другой вариант исходных данных, заполните для них таблицу результатов эксперимента

ЭКСПЕРИМЕНТ 2. Зависимость движения тела от начальной скорости (угол бросания неизменный)

1. Изменяя начальную скорость от 5 до 20 м/с, проследите, как изменяется наибольшая высота подъема (координата у) при увеличении начальной скорости.

2. Проследите, как изменяется дальность полета (координата х) при увеличении начальной скорости.

3. Проведите расчеты для некоторого угла и результаты исследо­ваний сведите в таблицу, составленную на свобод­ном поле электронной таблицы.

4. Запишите в таблицу выводы по результатам эксперимента: как изменяется высота и дальность полета при изменении на­чальной скорости (при неизменном угле бросания)?

 

Эксперимент 2	Угол 35°
Начальная скорость	Высота подъема	Дальность полета
При увеличении начальной скорости...	Высота подъема...	Дальность полета...

 

ЭКСПЕРИМЕНТ 3. Зависимость движения тела от угла бросания (начальная скорость движения неизменна)

Проведите расчеты по модели, увеличивая угол бросания от 5° до 85°и оставляя неизменной начальную скорость (например, 15 м/с).

Проследите изменение высоты подъема (координата у) при увеличении угла бросания, начальная скорость неизменна.

Проследите изменение дальности полета (координата х) при увеличении угла бросания.

Результаты расчетов сведите в таблицу на свободном поле электронной таблицы

Эксперимент 3	Начальная скорость 15 м/с
Угол	Высота подъема	Дальность полета
Выводы

 

Запишите в таблицу выводы по результатам эксперимента: как изменяется высота и дальность полета при изменении угла бросания (при неизменной начальной скорости)?

 

 

ЭКСПЕРИМЕНТ 4. Исследование характера движения тела и его положения по отношению к цели

На рисунке показаны ва­рианты расположения кривой движения тела по отношению к цели. Их можно охарактери­зовать следующим образом:

1. Тело при движении не дос­тигает высоты, на которой расположена цель, и падает на землю, не достигая х_ц.

2. Тело при движении не дос­тигает высоты, на которой расположена цель, но падает на зем­лю дальше х_ц.

3. Тело при движении поднимается выше у_ц, но падает на землю, не достигая х_ц.

4. Тело при движении поднимается выше у_ц и падает на землю дальше х_ц.

В столбцах D, Е и F вычисляются величины S_x, S_y, S, которые показывают расположение тела по отношению к цели.

1. Исследуйте, что означает знак S_x и S_y в различные моменты времени.

Вывод.

S_x < 0 — тело не достигло дальности цели х_ц.

Sy < 0 — тело не достигло высоты цели у_ц.

S_x > О — тело улетело дальше х_ц.

S_y > О — тело поднялось выше у_ц.

2. Исследуйте, как изменяется S при движении тела.

Вывод. Полное расстояние до цели сначала уменьшается, а по­том увеличивается.

3. Подберите исходные данные (начальную скорость и угол броса­ния), соответствующие вариантам движения тела, представ­ленным на рисунке, на свободном поле электронной таблицы.

 

Начальная скорость	Угол бросания	Как меняется знак Sx	Как меняется знак Sy	Вид кривой

ЭКСПЕРИМЕНТ 5. Подбор исходных значений для попадания в цель

Прежде всего заметим, что существует бесконечное множество вариантов исходных данных для попадания в цель. Наша зада­ча — подобрать один вариант.

1. По столбцу F определите наименьшее значение S. В этот мо­мент тело ближе всего пролетает к цели.

2. Постройте столбец G анализа попадания. Будем считать, что тело попало в цель, если расстояние до цели стало меньше за­данной точности (ячейка $D$10). Для этого в ячейку G16 введите формулу =ECЛИ(F16<$D$10; «попал»; «мимо»).

3. Изменяйте исходные данные, чтобы получить наилучшее при­ближение к цели.

4. Результаты исследования запишите на свободном поле элек­тронной таблицы.

Координаты цели
Х	У	Начальная скорость	Угол бросания	Попадание
				На подъеме
				При падении
				На подъеме
				При падении