ファイル:Phase space of a simple pendulum.gif

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Phase_space_of_a_simple_pendulum.gif(609 × 302 ピクセル、ファイルサイズ: 2.76メガバイト、MIME タイプ: image/gif、ループします、400 フレーム、40秒)

概要

解説
English: Evolution of a damped simple pendulum in both real and phase space.
日付
原典 https://twitter.com/j_bertolotti/status/1380109677342638080
作者 Jacopo Bertolotti
許可
(ファイルの再利用)
https://twitter.com/j_bertolotti/status/1030470604418428929

Mathematica 12.0 code

g = 1; l = 1; \[Alpha] = 0.05; v0 = 2.5;
sol = NDSolveValue[{\[Theta]''[t] + \[Alpha] \[Theta]'[t] + g/l Sin[\[Theta][t]] == 0, \[Theta][0] == 0, \[Theta]'[0] == v0}, \[Theta], {t, 0, 200}];
f[t_] := Evaluate[{Mod[sol[t], 2 \[Pi], -\[Pi]], D[sol[t], t] }];
frames = Table[
   Grid[{{
      ParametricPlot[ Evaluate[{Sin[sol[t]], -Cos[sol[t] ]}], {t, 0, \[Tau]}, PlotRange -> 1.1 {{-l, l}, {-l, l}}, ColorFunction -> Function[{x, y, u}, RGBColor[1, 1 - (E^(-((u - 1)^2/(2 (1/\[Tau])^2))))/2, 
          1 - E^(-((u - 1)^2/(2 (1/\[Tau])^2)))] ], Axes -> False, Epilog -> {Black, Thick, Disk[{0, 0}, 0.02], Line[{{0, 0}, Evaluate[{Sin[sol[\[Tau]]], -Cos[sol[\[Tau]]]}]}], Disk[Evaluate[{Sin[sol[\[Tau]]], -Cos[sol[\[Tau]]]}, 0.05]], Orange, Disk[Evaluate[{Sin[sol[\[Tau]]], -Cos[sol[\[Tau]]]}, 0.04]]}, ImageSize -> 300]
      ,
      ParametricPlot[f[t], {t, 0, \[Tau]}, PlotRange -> 1.1 {{-\[Pi], \[Pi]}, 1.1*{-v0, v0}}, PerformanceGoal -> "Quality", ColorFunction -> Function[{x, y, u}, RGBColor[1, 0.8 - (0.8 - 0.5) (E^(-((u - 1)^2/(2 (1/\[Tau])^2)))), 0.8 (1 - E^(-((u - 1)^2/(2 (1/\[Tau])^2))))] ], FrameLabel -> {"\[Theta]", "\[Omega]"}, LabelStyle -> {Black, Bold, FontSize -> 14}, FrameTicks -> {{None, None}, {{-\[Pi], 0, \[Pi]}, None}},
       Epilog -> {Orange, Disk[f[\[Tau]], 0.1]}, Axes -> False, Frame -> True, ImageSize -> 300]
      }}]
   , {\[Tau], 0.1, 200, 0.5}];
ListAnimate[frames]

ライセンス

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Creative Commons CC-Zero このファイルはクリエイティブ・コモンズ CC0 1.0 全世界 パブリック・ドメイン提供のもとで利用可能にされています。
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Evolution of a damped simple pendulum in both real and phase space.

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題材

8 4 2021

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