物理のおおまかな話/飛ぶボールその４

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-
|
|
|
|
-
|
|
|
!
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-
|
|
|
|
!
 
 
 
 
 
 
 
 
-
|
|
|
|
!
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

//  浮力のサンプル(v3.0, 2007/03/04)  //
 
#module
#deffunc DrwArrow int x1, int y1, int x2, int y2
    line x1, y1, x2, y2
 
    x = x1 - x2
    y = y1 - y2
    x3 = (x - y) / 7 + x2
    y3 = (y + x) / 7 + y2
    line x2, y2, x3, y3
 
    x3 = (x + y) / 7 + x2
    y3 = (y - x) / 7 + y2
    line x2, y2, x3, y3
return
#global
 
#define GROUND 400.0        ; 地面の高さ
#define WATER  350.0        ; 水面の高さ
#define RADIUS 5            ; ボールの半径
#define M      1.0          ; 質量
#define MU     1.0          ; 動摩擦係数（本来は湿潤状態のため乾燥時とは異なる）
 
    px = 100.0 : py = 100.0 ; 座標
    vx = 0.0 : vy = 0.0     ; 速度
    ax = 0.0 : ay = 0.0     ; 加速度
 
*main
    redraw 0
    gosub *inkey            ; キー入力を取得
    gosub *calc             ; 各種物理計算
    gosub *draw             ; 各種描画
    redraw 1
    await 17
goto *main
 
// キー入力
*inkey
    stick key, 5
    if key&128 : end        ; ESCキーで終了
    if key&16 : vy -= 20.0  ; ジャンプ
    if key&1  : vx -=  2.0
    if key&4  : vx +=  2.0
    return
 
// 物理計算
*calc
    if (WATER <= py) {
        ; 水中にいるのでay,ita,cdが変化する
        title "浮力サンプル - 水中にいます"
        ax = 0.0 : ay = 0.6
        ita = 0.3 : cd = 0.03
    } else {
        title "浮力サンプル - 空中にいます"
        ax = 0.0 : ay = 1.0
        ita = 0.1 : cd = 0.01
    }
 
    ; 空気抵抗（粘性抵抗）
    ay -= ita * vy / m
    ax -= ita * vx / m
 
    ; 空気抵抗（慣性抵抗）
    hvx = (0 < vx) - (vx < 0)
    hvy = (0 < vy) - (vy < 0)
    ax -= cd*vx*vx /2/m * hvx
    ay -= cd*vy*vy /2/m * hvy
 
    ; 地面との摩擦
    if py >= (GROUND - RADIUS) {
        hvx = (0 < vx) - (vx < 0)
        ax -= mu*ay*hvx
        if (vx<0)&(vx+ax>0) : ax = -vx
        if (vx>0)&(vx+ax<0) : ax = -vx
    }
 
    ; 速度
    vx += ax : vy += ay
 
    ; 座標
    px += vx : py += vy
 
    ; 地面衝突
    if py > (GROUND - RADIUS) {
        vy *= -0.8          ; 跳ね返り係数 -0.8
        if (-0.6<vy)&(vy<0) : vy = 0.0
        py = GROUND - RADIUS
        ay = 0.0
    }
    return
 
*draw
// 画面の初期化
    color 255, 255, 255 : boxf 0, 0, ginfo_winx, WATER
    color 0, 0, 255 : boxf 0, WATER, ginfo_winx, GROUND 
    color 128, 64, 64 : boxf 0, GROUND, ginfo_winx, ginfo_winy 
 
// パラメータ表示
    pos 0, 0 : color 0, 0, 0
    mes "座標( " + px + ", " + py + " )"
    mes "速度 v = " + sqrt(vx*vx + vy*vy)
 
// 自機の描画
    circle px-RADIUS, py-RADIUS, px+RADIUS, py+RADIUS
 
// 速度ベクトル描画
    color 255, 0, 0
    DrwArrow px, py, vx*5 + px, vy*5 + py
    return