Розробка програмного засобу для візуалізації руху механічної системи

Кам’янець-Подільський національний університет імені Івана Огієнка

Кафедра інформатики

КУРСОВА РОБОТА

з дисципліни “Програмування та підтримка веб-застосувань”

на тему: “Розробка програмного засобу для візуалізації руху механічної системи.”

Студента 4 курсу KN1-B18 групи

напряму підготовки

122 Комп’ютерні науки та інформаційні технології

Задворного Антона Олексійовича

Керівник: доктор технічних наук, професор

Федорчук Володимир Анатолійович
Національна шкала __________________ Кількість балів: ____ Оцінка ECTS: ____

Члени комісії                     ______________

(підпис)        (прізвище та ініціали)

                        ______________

(підпис)        (прізвище та ініціали)

                        ______________

 (підпис)        (прізвище та ініціали)

                        ______________

 (підпис)        (прізвище та ініціали)

Кам’янець-Подільський, 2021

Зміст

Вступ        3

Розділ 1. Теоретичні відомості        4

1.1        Коливальний рух, амплітуда, частота коливань        4

1.2 Амплітуда, період і частота коливань        4

1.3 Пружинний маятник        5

Розділ 2. Вибір інструментів та програмного забезпечення.        13

2.1 Мова програмування Python        13

2.2 Бібліотека «Matplotlib»        13

2.3 Бібліотека Tkinter        15

Розділ 3. Реалізація моделі механічної системи «Пружинний маятник».        17

3.1 Опис програми.        17

3.2. Код програми        18

Висновок        19

Список використаних джерел        20

Вступ

Процес пізнання, як важлива складова розвитку людства, неможливий без таких двох складових чинників розумової діяльності, як аналіз та синтез. Змалечку людина реалізує ці чинники через іграшки та ігри. Результати аналізу та синтезу лежать в основі моделювання дійсності, що в свою чергу дає змогу отримувати такі рішення, які дозволяють знайти найкращий спосіб вирішення проблеми.

Комп’ютерне моделювання дає змогу візуалізувати процес «життя» цілих систем та явищ на основі алгоритмічного опису, що включає математичні залежності між величинами та набір даних, які повністю характеризують властивості системи або явища.

Для того, щоб комп’ютерна модель достовірно відповідала характеристикам реальної системи, необхідно мати повний обсяг інформації щодо області застосування моделювання. У випадку моделювання процесу коливання пружинного маятника такою вичерпною інформацією є встановлені фізичні залежності між діючими силами та характеристиками об’єкта.

Метою курсової роботи є проектування з дисципліни «Програмування» є візуалізація руху пружинного маятника.

Об'єктом курсової роботи є моделювання процесу коливання пружинного маятника.

Предметом роботи є реалізація візуалізації руху пружинного маятника засобами мови програмування Python.

Завданням курсової роботи є: розробка та демонстрація візуалізації рухів механічної системи.

Структура роботи: до складу курсової роботи входять Вступ, Розділ 1, Розділ 2, Розділ 3, Висновок та Список Використаних джерел.

Розділ 1. Теоретичні відомості

1. Коливальний рух, амплітуда, частота коливань

Коливальний рух є одним з найпоширеніших у природі видів руху, і всі ми його неодноразово спостерігали. Коливаються гойдалки, гілки й листя дерев на вітрі, струни музичних інструментів і голосові зв’язки людини, коли видають звуки.

Коливальний рух здійснює і тіло, підвішене на пружині. Якщо тіло штовхнути у вертикальному напрямку, то можна побачити, що воно рухається вниз-вгору, тобто здійснює коливальний рух.

Якщо ми подивимося на рух вантажу на нитці, то помітимо, що він буде рухатися від одного крайнього положення до іншого, проходячи через середню точку й повторюючи свій рух через певний проміжок часу. Такий рух вантажу також являє приклад механічних коливань.