Ficheiro:Tautochrone curve.gif

O conteúdo da página não é suportado noutras línguas.
Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Tautochrone_curve.gif(300 × 200 píxeis, tamanho: 102 kB, tipo MIME: image/gif, cíclico, 80 quadros, 3,2 s)

Descrição do ficheiro

Descrição

A tautochrone curve is the curve for which the time taken by an object sliding without friction in uniform gravity to its lowest point is independent of its starting point. Here, four points at different positions reach the bottom at the same time.



In the graphic, s represents arc length, t represents time, and the blue arrows represent acceleration along the trajectory. As the points reach the horizontal, the velocity becomes constant, the arc length being linear to time.
Data 9 de maio de 2007; new version agosto de 2009
Origem Obra do próprio
Autor

Claudio Rocchini

rewritten by Geek3
GIF desenvolvimento
InfoField
 
Este(a) GIF gráfico foi criado com o Matplotlib
Código fonte
InfoField

Python code

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf8 -*-

'''
animation of balls on a tautochrone curve
'''

import os
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patches as patches
from matplotlib import animation
from math import *

# settings
fname = 'Tautochrone curve'
width, height = 300, 200
nframes = 80
fps=25

balls = [
{'a':1.0, 'color':'#0000c0'},
{'a':0.8, 'color':'#c00000'},
{'a':0.6, 'color':'#00c000'},
{'a':0.4, 'color':'#c0c000'}]

def curve(phi):
    x = phi + sin(phi)
    y = 1.0 - cos(phi)
    return np.array([x, y])

def animate(nframe, empty=False):
    t = nframe / float(nframes - 1.)
    
    # prepare a clean and image-filling canvas for each frame
    fig = plt.gcf()
    fig.clf()
    ax_canvas = plt.gca()
    ax_canvas.set_position((0, 0, 1, 1))
    ax_canvas.set_xlim(0, width)
    ax_canvas.set_ylim(0, height)
    ax_canvas.axis('off')
    
    # draw the ramp
    x0, y0 = 293, 8
    h = 182
    npoints = 200
    points = []
    for i in range(npoints):
        phi = i / (npoints - 1.0) * pi - pi
        x, y = h/2. * curve(phi) + np.array([x0, y0])
        points.append([x, y])
    
    rampline = patches.Polygon(points, closed=False, facecolor='none',
                       edgecolor='black', linewidth=1.5, capstyle='butt')
    points += [[x0-h*pi/2, y0], [x0-h*pi/2, y0+h]]
    
    ramp = patches.Polygon(points, closed=True, facecolor='#c0c0c0', edgecolor='none')
    
    # plot axes
    plotw = 0.5
    ax_plot = fig.add_axes((0.47, 0.46, plotw, plotw*2/pi*width/height))
    ax_plot.set_xlim(0, 1)
    ax_plot.set_ylim(0, 1)
    for b in balls:
        time_array = np.linspace(0, 1, 201)
        phi_pendulum_array = (1 - b['a'] * np.cos(time_array*pi/2))
        ax_plot.plot(time_array, phi_pendulum_array, '-', color=b['color'], lw=.8)
    ax_plot.set_xticks([])
    ax_plot.set_yticks([])
    ax_plot.set_xlabel('t')
    ax_plot.set_ylabel('s')
    
    ax_canvas.add_patch(ramp)
    ax_canvas.add_patch(rampline)
    
    for b in balls:
        # draw the balls
        phi_pendulum = b['a'] * -cos(t * pi/2)
        phi_wheel = 2 * asin(phi_pendulum)
        phi_wheel = -abs(phi_wheel)
        x, y = h/2. * curve(phi_wheel) + np.array([x0, y0])
        ax_canvas.add_patch(patches.Circle((x, y), radius=6., zorder=3,
                            facecolor=b['color'], edgecolor='black'))
        ax_plot.plot([t], [1 + phi_pendulum], '.', ms=6., mec='none', mfc='black')
        
        v = h/2. * np.array([1 + cos(phi_wheel), sin(phi_wheel)])
        vnorm = v / hypot(v[0], v[1])
        # in the harmonic motion, acceleration is proportional to -position
        acc_along_line = 38. * -phi_pendulum * vnorm
        ax_canvas.arrow(x, y, acc_along_line[0], acc_along_line[1],
                 head_width=6, head_length=6, fc='#1b00ff', ec='#1b00ff')

fig = plt.figure(figsize=(width/100., height/100.))
print 'saving', fname + '.gif'
#anim = animation.FuncAnimation(fig, animate, frames=nframes)
#anim.save(fname + '.gif', writer='imagemagick', fps=fps)

frames = []
for nframe in range(nframes):
    frame = fname + '_{:02}.png'.format(nframe)
    animation.FuncAnimation(fig, lambda n: animate(nframe), frames=1).save(
        frame, writer='imagemagick')
    frames.append(frame)

# assemble animation using imagemagick, this avoids dithering and huge filesize
os.system('convert -delay {} +dither +remap -layers Optimize {} "{}"'.format(
    100//fps, ' '.join(['"' + f + '"' for f in frames]), fname + '.gif'))
for frame in frames:
    if os.path.exists(frame):
        os.remove(frame)

Licenciamento

Eu, titular dos direitos de autor desta obra, publico-a com as seguintes licenças:
GNU head É concedida permissão para copiar, distribuir e/ou modificar este documento nos termos da Licença de Documentação Livre GNU, versão 1.2 ou qualquer versão posterior publicada pela Free Software Foundation; sem Secções Invariantes, sem textos de Capa e sem textos de Contra-Capa. É incluída uma cópia da licença na secção intitulada GNU Free Documentation License.
w:pt:Creative Commons
atribuição partilha nos termos da mesma licença
A utilização deste ficheiro é regulada nos termos da licença Creative Commons - Atribuição-CompartilhaIgual 3.0 Não Adaptada.
Pode:
  • partilhar – copiar, distribuir e transmitir a obra
  • recombinar – criar obras derivadas
De acordo com as seguintes condições:
  • atribuição – Tem de fazer a devida atribuição da autoria, fornecer uma hiperligação para a licença e indicar se foram feitas alterações. Pode fazê-lo de qualquer forma razoável, mas não de forma a sugerir que o licenciador o apoia ou subscreve o seu uso da obra.
  • partilha nos termos da mesma licença – Se remisturar, transformar ou ampliar o conteúdo, tem de distribuir as suas contribuições com a mesma licença ou uma licença compatível com a original.
Esta marca de licenciamento foi adicionada a este ficheiro durante a atualização da licença GFDL.
w:pt:Creative Commons
atribuição
A utilização deste ficheiro é regulada nos termos da licença Creative Commons - Atribuição 2.5 Genérica.
Pode:
  • partilhar – copiar, distribuir e transmitir a obra
  • recombinar – criar obras derivadas
De acordo com as seguintes condições:
  • atribuição – Tem de fazer a devida atribuição da autoria, fornecer uma hiperligação para a licença e indicar se foram feitas alterações. Pode fazê-lo de qualquer forma razoável, mas não de forma a sugerir que o licenciador o apoia ou subscreve o seu uso da obra.
Pode escolher a licença que quiser.

Legendas

Adicione uma explicação de uma linha do que este ficheiro representa

Elementos retratados neste ficheiro

retrata

Histórico do ficheiro

Clique uma data e hora para ver o ficheiro tal como ele se encontrava nessa altura.

Data e horaMiniaturaDimensõesUtilizadorComentário
atual13h15min de 1 de agosto de 2009Miniatura da versão das 13h15min de 1 de agosto de 2009300 × 200 (102 kB)Geek3new physically correct version
06h56min de 9 de maio de 2007Miniatura da versão das 06h56min de 9 de maio de 2007300 × 200 (602 kB)Rocchini{{Information |Description=Tautochrone curve animation (4 points runs over a cycloid) |Source=Own work |Date=2007-05-09 |Author=Claudio Rocchini |Permission=CC-BY 2.5 }}

As seguintes 2 páginas usam este ficheiro:

Utilização global do ficheiro

As seguintes wikis usam este ficheiro: