Движение тела, брошенного под углом к горизонту

16 Федеральное агентство по рыболовству Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Астраханский государственный технический уни верситет» Образовательная деятельность в сфере высш его и дополнительного професс ионального образования сертифицирована DQS по ISO 9001 ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КОММУНИКАЦИЙ КАФЕДРА АВТОМАТИЗИРО ВАННЫХ СИСТЕМ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И УПРАВЛЕН ИЯ КУРСОВАЯ РАБОТ А по дисциплине «Высокоуровневые методы информатики и программи рования» на тему: Движение тела, брошенного под углом к горизонту в V isual B asic .Net КР-080801.65-ОПД.Ф .04- 08 1106 Студент гр. ДИЭ-22 _______________ Шин инов.М.Г. «____»__________2009 г. Руководитель: Асистент _______________ Павлов А.В. «____»____________2009 г. Защищено с оценкой ____________ Руководитель: _______Павлов А.В. Член комиссии: _______________________________ «____»____________2009 г. Астрахань 2009 Содержан ие Введение 3 1. Описание предметной области 4 1.1. Понятие о кинематике 4 1.2. Относительность движения 4 1.3. Траектория движения 5 1.4. Виды движения 5 1.5. Движение тела , брошенного под углом к горизонту 7 2. Основная часть 9 2.1. Общие сведения о рабо те системы 9 2.2. Основны е классы системы 9 2.3. Установка программы 11 2.4. Руководство пользователя 11 2.5. Требование к техни ческому и программному обеспечению 14 2.6. Сообщения системы 15 Заключение 16 Список литературы 17 Приложение 1. 18 Приложение 2 19 Вв едение Движение является неотъемлемой формой существования вещ ества во Вселенной . Оно характеризует изменен ия , происходящие в окружающем нас мире . В движении участвует каждый атом любого те ла. Одним из видов равноускоренного движения явля ется баллистическое движение . Термин " баллистика " происходит от греческого слова " ballo " – бросаю , мечу . Исторически так сло жилось , что баллистика возникла как воинская наука , определяющая теоретические основы и практическое применение закономерностей поле та снаряда в воздухе и процессов , с ообщающих снаряду необходимую кинетическую энерг ию. На конкретном историческом этапе развития человечества было создано такое техническое средство , как огнестрельное оружие . Оно с тало со временем использоваться не только в военных целях или на охоте , но и в противозаконных целях - как орудие п реступления. Успех сражения в многочисленных войнах во многом определялся точность попадания в цель . При этом точный бросок камня , по ражение противника летящим копьем или стрелой фикс ировались воин ом визуально. Целью курсовой работы является разработка и создание программы для реализации модели движения тела , брошенного под углом к горизонту. З адачи : · организовать вв од данн ых на чальной скорости и угла к горизонту в соответствующие пол я ; · постр о ить траекторию движения и проанализировать ее результаты (время , расстояние , высота и угол ) , представленны е в таблице ; · о тметить точки на каждой высоте изобра женного графика при выделении соответствующей строки таблицы ; · реализовать меню прог раммы : просмотр справки о программе , экспорт резул ьтатов в MS Excel , е сли на компьютере установлен необходимый комп онент MS Office Excel (в текстовый файл при его отсутствии ) и выход из программы. Назначение : значительное сни жение временных затрат на изуче ние мат ериала по данной те ме. 1. Описание пр едметной области 1.1. Понятие о кинематике К инематикой называют раздел механики , в которо м движение тел рассматривается без выяснения причин , его вызывающих. Система координат , связанная с телом о тсчета , и часы для отсчета времени об разуют систему отсчета , позволяющую определять положение движущегося тела в любой момент времени. Т ело , размерами которого в данных условиях можно пренебречь , называется материальной точкой. П онятие материальной точки играет важную р оль в механике . Перемещаясь с течением времени из одной точки в другую , тело описывает некоторую линию , которую называют траекторие й движения тела . Положение материальной точки в прост ранстве в любо й момент времени можно оп ределять при помощи зависимости о т времени радиус-вектора , проведенного из начала координат до данной точки (Р ис. 1 .1 ). Рис . 1 .1 Определение положения точки с помощью координат x = x(t), y = y(t) и z = z(t) и радиус-вект ор . – рад иус-вектор положения то чки в начальный момент времени. 1.2. Относительность движения Д вижение тел можно описывать в различных с истемах отсчета . С точки зрения кинематики все системы отсчета равноправны . Однако кин ематические характеристики движения , такие к ак траектория , перемещение , скорость , в разных системах оказываются различными . Величины , за висящие от выбора системы отсчета , в котор ой производится их измерение , называют относи тельными. Движение каждого тела можн о рассматривать по отношению к любым дру гим телам . По отношению к разным те лам данное тело будет совершать различные движения : чемодан , лежащий на полке в ва гоне идущего поезда , относительно вагона поко ится , но относительно Земли движется . Воздушны й шар , уносимый ветром , относительно Земли движ е тся , но относи тельно воздуха покоится. Всякое движение , а также покой тела относительны . Отвечая на вопрос , покоится те ло или движется и как именно движется , необходимо указать , относительно каких тел рассматривается движение данного тела . Иначе никакое в ысказывание о его движении не может иметь смысла. 1.3. Траектория движения Дл я описания движения тела нужно указать , ка к меняются положения его точек с течением времени . При движении тела каждая его т очка описывает некоторую линию – траекторию движен ия . Пр оводя мелом по д оске , мы оставляем на ней след – траекторию движения кончика мела. Так как движение относительно , то трае ктория может зави сеть от выбора системы отсчета. 1. 4 . Виды движений П ростейшим видом механического движения является движение тела вдол ь прямой линии с постоянной по модулю и направлению скор остью . Такое движение называется равномерным . При равномерном движении тело за любые равные промежутки времени проходит равные пути . Для кинематического описания равномерного прямол инейного движения к оординатную ось OX удобно расположить по линии движения . Положение тела при равномерном движении определя ется заданием одной координаты x . Вектор перемещения и век тор скорости всегда направлены параллельно ко ординатной оси OX. Поэтому перемещение и скорост ь при прямолинейном движении можно спр оектировать на ось OX и рассматривать их пр оекции как алгебраические величины. Р авноускоренным движением называю т такое движение , при котором вектор ускор ения остается неизменным по м одулю и направлению . Примером такого движения является движение камня , брошенного п од некоторым углом к горизонт у . В любой точке траектор ии ускорение камня равно уско рению сво бодного падения . Для кинематического описания движения к амня систему координат удобно выбрать так , чтобы одна из осей , нап ример ось OY, была направлена параллельно вектору ускорения . Тогда криволинейное движение камня можно представить как сумму двух движений – прямолинейного равноускоренного движения вдоль о си OY и равномерного прямолинейного движения вд оль оси OX (Рис . 1. 2 ). Ри с . 1. 2 Проекции векторов скорости и ускорения на коорди натные оси ax = 0, ay = – g. С вободным падением тел называ ют падение тел на Землю в отсутствие сопротивления воздуха . У скорение , с которым падают на Землю тела , называется ускорением свободного падения . Ве ктор ускорения свободного падения обозначается симво лом , он направлен по вертикали вниз. В различных точках земного шара в зависимости от географической широты и высоты над уровнем мор я числовое значение g оказывается неодинаковым , изменяясь примерно о т 9,83 м /с 2 на полюсах до 9,78 м /с 2 на экваторе . На ш ироте Москвы g = 9,81523 м /с 2 . Обычно , если в расчетах не требуется высокая точность , то числовое значение g у поверхности Земли приним ают равным 9,8 м /с 2 или даже 10 м /с 2 . Движение тела по окружност и является частным случаем криволинейного движения . Наряду с вектором перемещения удобно рассматривать угловое перемещение Дц , измеряемое в радианах (Рис . 1. 3 ). Длина дуги связана с углом поворота соотношением : Д l = R Дц , а п ри малых углах поворота : Д l