МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»


Дзержинский филиал
Лабораторная работа №5
по предмету «Теория систем и системный анализ»
на тему: Моделирование равномерного движения тела
Выполнила студентка
2 курса

очной формы обучения
направления подготовки прикладная информатика
группы 2721Б1ПИ
Ишеков Никита Андреевич

Руководитель:
кандидат технических наук

доц.каф. ИАНИ
Васин Дмитрий Юрьевич


г.Дзержинск
2022-2023.год

Аннотация

Во многих теоретических и прикладных задачах физики и некоторых других предметов используют моделирование движения тела. Есть разные виды движения, например равномерное движение, модель которого у будет рассмотрена в работе с использованием MS Excel. В основе всех решений лежат алгоритмы самого процесса, которые мы и рассмотрим в данной лабораторной работе. В лабораторной №5 достаточно много алгоритмов и систем, которые непосредственно связаны друг с другом. Благодаря MS Excel их можно рассмотреть более детально, на примере Моделирования Равномерного движения.

Оглавление

---

1. Задачи

1. 
   Вычислить время и координаты при равномерном прямолинейном движении, при данных значениях
   

2. 
   Построить график по полученным данным
   
3. 
   Понаблюдать за изменениями графика в зависимости от изменения шага, изменение начальной координаты ,скорости, начального и максимального времени
   
4. 
   Изменить график по новым данным и добавить контрольную точку
   

2. Теория

Равномерное прямолинейное движение -это движение, при котором за любые разные промежутки времени тело совершает равные перещения

Скорость равномерного прямолинейного движения точки – величина, равная отношению перемещения к промежутку времени, в течение которого это перемещение произошло.

Рассмотрим моделирование такого физического процесса, как движение тела с некоторой постоянной скоростью v =const. Поскольку ни одна из характеристик скорости (направление и величина) не изменяется, движение будет происходить вдоль прямой линии, т.е. является прямолинейным. Совместим с этой прямой ось Ох. Каждую секунду координата x тела будет получать одно и то же приращение, поэтому в любой момент времени может быть найдена как x= v_х ⋅t , где v_x - проекция вектора скорости на ось Ох. Если в начальный момент времени (t_o = 0 ) положение тела не совпадало с началом отсчета, то уравнение будет иметь вид: x(t)= x_o + v_x⋅t . Проекция вектора скорости – величина алгебраическая, т.е. она может быть и положительной, и отрицательной в зависимости от того, какой угол α образует вектор скорости с направлением оси Ох. Если α = 0°, v_x > 0; если α = 180°, v_x < 0 (и, следовательно, v_x = −v ).

3. 
   Основная часть
   

3.1.Алгоритмы выполнения работы

3.1.1.Вычисление времени и координаты при равномерном прямолинейном движении

1. 
   Для начала создадим необходимую таблицу .
   

---

Скриншот:

2. 
   Занесем некоторые данные. В ячейку С9 введем 5, в ячкейку С10 значение 0, тк начальная координата .Соответственно начальное время рано 0, то есть в ячейке С12 значение 0.В ячейку С13 введем 10, а в яейку С14 добавим формулу расчета шага измерения времени =(C13-C12)/20+1
   

Скриншот:

3. 
   Создадим таблицу Равномерного прямолинейного движения с данными:номер подинтервала, время и координата .В ячейку F7 формулу =F6+$C$14 и буксировкой продлим до ячейки F26. В ячейку G6 введем =C10, а в G7 формулу =$G$6+$C$9*F7, продлив до ячейки G26
   

Скриншот:





3.1.2.Построение графика

1. 
   Выделим диапазон F2:G26 и построим график с критериями:
   

Основные требования :

• 
  Тип диаграммы-Точечная, вид- Точечная диаграмма со значениями , соединенными сглаживающими линиями;
  
• 
  Имя ряда данных Зависимость х от t;
  
• 
  название диаграммы и наименование осей координат с указанием единиц измерения величин, откладываемых по этим осям, задать в виде:
  

«Название диаграммы»-График равномерного движения,

«Ось Х»-Время t. с,

«Ось У»-Координаты х.м,

• 
  включить основные линии сетки по каждой из осей;
  
• 
  отключить легенду, так как в данной задаче используется лишь один набор точек (один ряд);
  
• 
  расположить диаграмму на отделььном листе.
  

И поместим таблицу на отдельный лиск Книги

Скриншот:

3. 
   Наблюдение за изменением графика в зависимости от шага, изменение начальной координаты ,скорости, начального и максимального времени.
   

1. 
   Для начала изменим шаг с 1,5 на 3 ,а потом с 3 на 6.
   

Скриншот :

---

2. 
   После смены шага вернем исходные данные и попробуем сменить все данные , следив при этом за графиком. Увеличим каждое значение на 5, соответствено шаг при этом остается тем же
   

Скриншот:

3. 
   Изменим значения в произвольном порядке
   

Скриншот:

3. 
   Изменение графика и добавление контрольной точки
   

1. 
   Добавим контрольную точку . В ячейку В16 внесем некоторое значение , а в ячейку С16 введем формулу =$G$6+$C$9*B16. Получаем контрольное время и контрольную координату соответственно.
   

Скриншот:

4. Вывод

В ходе данной работы были выполнены следующие задачи:

1. 
   Вычислили время и координаты при равномерном прямолинейном движении, при данных значениях
   

2. 
   Построили график по полученным данным
   
3. 
   Понаблюдали за изменениями графика в зависимости от изменения шага, изменение начальной координаты ,скорости, начального и максимального времени
   
4. 
   Изменить график по новым данным и добавить контрольную точку
   

Выполняя лабораторную работу №5 в сфере Excel был освоен метод вычисления Равномерного прямолинейного движения и был построен график полученного. После получения результатов был изменен шаг и получилось следующее: изменилось Время и Координаты, а соответственно изменился график. При увеличении шага время увеличивалось и координаты увеличивались и график соответственно. Также при изменении скорости, начального времени, начальной координаты и максимального времени, было заметно изменение графика. Происходил сдвиг начальной координаты по времени, а остальное остается неизменным. Данные знания способствуют дальнейшему упрощенному решению подобных задач в сфере Excel.

5. Список литературы

1. 
   Лекции кандидата технических наук Васина Дмитрия Юрьевича
   

---

---

Смотрите также файлы

• Диаграмма Ганта Диаграмма Ганта.docx

• I закон термодинамики является законом сохранения энергии для тепловых процессов.doc

• Г. О. Устенова 20 ж.docx

• Тренировка в теплодымокамере, учебнотренировочном комплексе.docx

• Курсовая работа менеджмент как дисциплина и наука Руководитель С. Л. Лайкова подпись, дата инициалы, фамилия.docx