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 «Умная станция для мытья рук»

Автоматизация и роботизация становятся все более важными в современном мире. Все больше усилий направляется на создание автоматических систем, способных выполнять монотонные и рутинные задачи. В данной работе представлен проект по разработке умной ст…

Проектная работа «2D-игра NEPTA»

В современном мире развитие компьютерных технологий и игровой индустрии идет стремительными темпами. В обществе существуют проблемы. Все понимают нехватку IT-специалистов, в том числе и в игровой индустрии. К тому же подростков часто останавливает уб…

Презентация к исследовательской работе «Бот, для поиска состава кофейных напитков»

В современной жизни со временем появляется множество новых напитков. Большая часть людей не успевает следить за трендами. Человек из-за своего незнания и непонимания может чувствовать себя очень неловко и стесняться. С этим им может помочь чат-бот дл…

Научно-исследовательский проект «Программа для решения квадратных уравнений»

Доступна к просмотру полнотекстовая версия работы

Программирование помогает развить вычислительное мышление. Вычислительное мышление, в свою очередь, развивает навыки решения проблем, творческое мышление, навыки обучения и навыки работы в команде. Сетевые отношения: чат, видеоконференции, социальные…

Проект «Создание приложения для электронных учебников»

В современном мире информационные технологии охватывают все сферы жизни, в том числе и образование. Все большую популярность набирают электронные версии учебников, ведь они имеют ряд преимуществ перед печатными изданиями: значительно меньше в весе, и…

Исследовательский проект «Беспилотная плавательная система для исследования морей и океанов в Арктике»

Актуальность работы. Большое значение проблема изменения климата касается сохранения экосистем Арктики. В Арктике ситуация усугубляется тем, что данный регион значительно более восприимчив к изменениям климата и процессы, связанные с ними, происходят…

Мероприятие завершено