뉴턴의 중력 이론은 두 점 질량의 중력이
F = (Gm 1 m 2 ) / r 2
어디
- G 는 중력 상수 : 6.674 × 10-11 N · (m / kg) 2
- m 1 은 첫 번째 물체의 질량입니다
- m 2 는 두 번째 물체의 질량입니다
- r 은 질량 중심 사이의 거리입니다
도전
두 단어 사이의 풀을 시뮬레이션해야합니다. 각 소문자는 알파벳에서의 위치에 따라 질량이 주어집니다. 대문자는 소문자의 두 배입니다! 양의 정수 초 s 뿐만 아니라 여러 공백으로 구분 된 두 단어가 포함 된 문자열이 제공됩니다 . s 초 후에 문자열이 어떻게 생겼는지 출력하십시오 .
정보
- 단어는 추상적이기 때문에 다른 단위와 상수 세트를 갖습니다.
- 질량 : WMU (Word Mass Unit)-문자 'a'의 질량과 같습니다.
- 거리 : em , 한 문자의 길이.
- 힘 : N W (Word Newton) = WMU · em / s 2
- 중력 상수 : G = 1 N w · (em / WMU) 2
- 첫 번째 문자는 x 축의 위치 0에 해당합니다.
- 모든 계산은 가능한 한 정밀하게 이루어져야하며, 마지막에 가장 가까운 em으로 반올림해야합니다.
- 미적분학을 사용할 필요가 없으며, 매 초마다 F 를 다시 계산하고 , 새로운 가속도를 속도에 자동으로 적용하고, 1 초 후에 속도를 위치에 적용하면됩니다 (예 참조).
- 두 단어가 서로 충돌하면 (예 :)
catdog
더 이상 움직이지 않습니다.
질량 중심
질량 중심 단어는 공식으로 찾을 수 있습니다 :
여기서 M은 단어의 총 질량이고, 해요 내가 편지의 질량이고, r에 나 문자의 위치이다.
예:
(참고 :이 예에서는 표시되지 않지만 대문자는 소문자보다 2 배 더 큰 것을 기억하십시오.)
입력 : cat dog
, 2
먼저 각 단어의 위치는 무엇입니까? "cat"은 위치 0에서 시작하고 "dog"은 위치 9에서 시작하므로
- x c = 0 및 x d = 9
다음으로 "고양이"의 질량 중심을 찾으십시오.
- 24 WMU (3 + 1 + 20)의 질량을가집니다.
- R c = 1/24 (3 * 0 + 1 * 1 + 20 * 2) = 41/24 = 1.70833 em
- 당연히 질량 중심은 문자 't'에 매우 가깝습니다.
이제 "개"의 질량 중심을 구해 봅시다
- R d = 1/26 (4 * 9 + 15 * 10 + 7 * 11) = 263/26 = 10.11538 em
- 따라서 개의 질량 중심은 문자 'o'에 가깝고 약간 'g'쪽에 있습니다.
이제 두 단어 사이의 힘을 계산할 수 있습니다.
- F = 24 * 26 / (10.11538-1.70833) 2 = 8.82871 N w
이제 우리는이 힘을 두 단어 모두에 적용하고 가속을 얻어야합니다.
- a c = 8.82871 / 24 = .36786 em / s 2
- a d = -8.82871 / 26 = -.33957 em / s 2
위의 규칙에 따라 가속도를 속도에 적용하므로
- v c = .36786 em / s
- v d = -.33957 em / s
그런 다음 위치에 속도를 적용하여 1 초 후에
- x c = .36786 엠
- x d = 9 -.33957 = 8.66043 em.
- R c = 1.70833 + .36786 = 2.07619 em
- R d = 10.11538-.33957 = 9.77581 em
이제 새로운 위치에서 절차를 한 번 더 반복합니다.
- F = 24 * 26 / ((9.77581) - (2.07619)) 2 = 10.52558 N w
- a c = 10.52558 / 24 = .43857 em / s 2 , a d = 10.52558 / 26 = -.40483 em / s 2
- v c = .36786 + .43857 = .80643 em / s, v d = -.33957-.40483 = -.74440 em / s
- x c = .36786 + .80643 = 1.17429 em, x d = 8.66043-.74440 = 7.91603 em
- R c = 2.07619 + .80643 = 2.88262 em, R d = 9.77581-.74440 = 9.03141 em
따라서 x = 1.17429에서 "cat", x = 7.91603에서 "dog"으로 끝납니다.
- 가장 가까운 정수로 반올림하여 "cat"은 위치 1로, "dog"은 위치 8로 이동하므로 출력은
cat dog
- 가장 가까운 정수로 반올림하여 "cat"은 위치 1로, "dog"은 위치 8로 이동하므로 출력은
충돌 처리
새로운 가속은 매초마다 속도에 즉시 추가됩니다. 따라서 특정 시간에 두 단어가 충돌하는 경우 대수를 사용하여 충돌 지점을 찾으십시오. 이 예제를 보자 :
- 단어 1은 4 글자 (|| w 1 || = 4)입니다.
- 단어 2는 4 글자 (|| w 2 || = 4)입니다.
- x 1 = 3, x 2 = 8
v 1 = 2, v 2 = -6
해결하십시오
3 + (4-1) + 2t = 8 - 6t
. t = .25 초 충돌 위치는 x col = 6.5입니다. 따라서 충돌은 x = 6과 x = 7 사이에서 발생하는 것으로 나타납니다.####@@@@
.
충돌 후 단어의 위치에 대한 명시 적 공식은 다음과 같습니다.
- x 1 = 바닥 (x col )-|| w 1 || +1
- x 2 = 바닥 (x col ) +1
xx a
(단어 사이에 하나의 공간 xx
과 a
). 뉴턴 물리학에서 a
느끼는 힘 x
은 2 em의 거리에서 더 가까이 당기고 다른 하나 x
는 3 em의 거리에서 더 가까이 당기기 때문입니다 . 그것은 역 제곱 법칙으로 인해 em의 X
거리 2.5
(즉, 질량 중심) 에서 끌어 당기는 단일 포인트 질량의 힘과 같지 않습니다 xx
.