Главная Работы на конкурс Предметное образование Физико-математические дисциплины Научно-исследовательский проект «Метод бильярда. Решение задач»

Научно-исследовательский проект «Метод бильярда. Решение задач»

Автор: Турубарова Дарья Александровна

Место работы/учебы (аффилиация): ЧОУ-СОШ Перпектива, г.Армавир, Краснодарский край, 9 класс

Научный руководитель: Турубарова Светлана Александровна

Целью этого проекта является написание программы, строящей траекторию биллиардного шара в прямоугольной области, и исследование условий замкнутости и незамкнутости траекторий в зависимости от размеров биллиардного стола и угла удара.

Для выполнения исследования нужно было решить следующие задачи:

  • построить математическую модель нахождения траектории шара;
  • разработать алгоритм построения траектории шара;
  • написать программу, рисующую траектории;
  • изменяя начальные параметры (размеры стола и направление удара), сделать вывод об условиях замкнутости
    траектории;
  • сравнить полученные результаты с известными ранее.

В результате выполнения проекта была построена математическая модель движения шара, в частности, были наложены условия, упрощающие задачу: отсутствие трения, абсолютная упругость удара (угол падения равен углу отражения), отсутствие срединных лунок. Был разработан алгоритм построения траектории шара и реализован на языке PascalABC. В результате машинного эксперимента было установлено, что в случае целых сторон и рациональных угловых коэффициентов траектории будут замкнутыми. Если же траектории незамкнуты, то они постепенно закрашивают весь прямоугольник, что согласуется с известными результатами.

Основные выводы можно разбить на две группы: математические и связанные с программированием.

  1. Для решения задачи нахождения траектории биллиардного шара оказалось достаточным знать уравнение прямой и уметь решать системы линейных уравнений.
  2. Если угловой коэффициент линии удара пропорционален отношению сторон, то траектории будут замкнутыми, что согласуется с известным ранее результатом.
  3. Если угловой коэффициент линии удара не пропорционален отношению сторон, то траектории застилают весь стол. Это означает, что рано или поздно шар попадет в срединную лунку или столкнется с другим шаром, где бы он ни лежал.
  4. В силу того, что на экране конечное число пикселей, даже в случае рационального углового коэффициента наблюдался эффект незамкнутости траекторий.
  5. Метод математического бильярда может быть использован для решения задач на переливания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Смотреть похожие работы

Проект «Разработка цифрового образовательного ресурса по изучению организма человека»

Цель: разработка интерактивного цифрового образовательного ресурса, направленного для изучения анатомии и физиологии человека. Проблема исследования: как разработать простой, эффективный и качественный цифровой образовательный ресурс по изучению орга…

Исследовательская работа «Исследование влияния различных режимов адаптивного поведения AI-чатбота DUMB-AI на качество ответов при решении задач разных типов»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель исследования: определить влияние различных режимов адаптивного поведения AI-чатбота DUMB-AI на качество ответов при решении задач разных типов. Для достижения цели были поставлены следующие задачи: изучить подходы к оцениванию качества ответов я…

Научно-исследовательский проект «Компьютерное зрение CV»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Цель проекта: узнать, что такое компьютерное зрение. Задача проекта: Разобраться для чего нужно компьютерное зрение. Создать рабочий код. Гипотеза о будущем компьютерного зрения: Увеличение применения: ожидается, что технологии компьютерного зрения б…

Научно-исследовательская работа «Гибридный алгоритм автоматической расстановки фортепианной аппликатуры на основе правил и динамического программирования»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

В данной работе представлен гибридный алгоритм автоматической расстановки аппликатуры для фортепианных произведений. В отличие от уже существующих подходов, которые базируются исключительно на методах динамического программирования, предложенный алго…

Проектная работа «Разработка программного продукта «Магазинчик» на базе языка программирования Lua»

Цель: создание программного продукта на базе языка программирования Lua на базе Roblox Studio. Задачи: Изучить литературу, Интернет-ресурсы по данной теме, а именно, что необходимо для создания собственного интернет-магазина, какие онлайн-магазины по…

Проектная работа «Трижды периодические минимальные поверхности»

Цель проекта: создание алгоритмической базы и программного комплекса для генерации высокоэффективных радиаторов охлаждения нового поколения, основанных на математической модели гироида (одной из форм трижды периодических минимальных поверхностей). Ак…

Мероприятие завершено