Desplazamiento De Un Objeto Mediante El Calculo De área En Python: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:13

Para sa calculular el desplazamiento de un objeto, teniendo en cuenta los principios de la física, es posible encontrar el área de su Movimiento en una gráfica de velocidad contra tiempo. Sin embargo, el calcululo de esta área no siempre es muy fácil de encontrar dado que los Movimientos no siempre son funciones lineales sino que estas pueden tener curvas, lo que komplica de manera sustansya su calculo. Para sa iyo, tutorial na ito ay nabuo sa isang programa para sa programa sa python para sa mga ito ay na-encodeent ng isang automáticamente na dada una lista de datos y el tiempo que se quiere graficar.

Hakbang 1: Ihanda ang Y Descarga Library

Antes que nada, obviamente, hay descargar el programa. Esto se puede hacer en el siguiente link: https://www.python.org/. También hay que tener en cuenta que se debe descargar python 2.7.9. Ahora, es muy importante descargar las librerías en el computador para que funcione todo lo que vamos a hacer, dado que al descargar python, este únicamente trae las funciones básicas, por lo que necesitamos descargarlas primero. Específicamente para este programa, kinakailangan para sa karagdagang impormasyon, para sa mga detalyadong impormasyon, y numpy, para sa realizar funciones matemáticas de alto nivel.

Para poder descargarlos, en un equipo con sistema operativo iOS, hay que abrir el terminal, que se puede buscar en spotlight (command + space) y escribir "pip install pylab", enter, y luego "pip install matplotlib".

Sa pamamagitan ng mga window, en un system operativo de windows, se busca la carpeta de python y se abre el programa "pip", por donde se instalan las librerías. Ahora, se abre el código del sistema, tecleando en el buscador cmd. Una vez abierto el programa, se teclea pip, donde aparecerán todas las funciones que tiene el programa. Lahat ng descargar las librerías, dapat isulat ang "pip install pylab", ipasok, at luego "pip install matplotlib".

Hakbang 2: Mga Mahalagang Aklatan

Narito ang una, como siempre, es importar las librerías que vamos a necesitar para que todo funcione. Para sa iyong programa solamente es necesario importar la librería matplotlib.pyplot y numpy. Sa pangunahing lugar, kinakailangan ng matplotlib.pyplot para sa poder realizar la gráfica con los datos de la lista. En segundo lugar, kinakailangan ng librería numpy dado que con esta importamos los datos del archivo.txt con los que graficaremos y encontraremos el área bajo la función.

Hakbang 3: Mag-import ng La Lista De Datos Que Vas at Utilizar

Nangangailangan ang mga ito ng importasyon ng librerías, el siguiente paso es importar los datos con los que vamos a realizar la gráfica y con los cuales se va a encontrar el recorrido del objeto determinado, en este caso un péndulo. Para sa iyo, usamos la función de la librería numpy "loadtxt". Ang mga datos na ito ay maaaring baguhin bilang isang variable para sa "data" para sa poder utilizarlos para sa poder graficar la función at poder hallar el área. El nombre del archivo debe ser colocado entre paréntesis y comillas justo después de llamar a la función, justo como se ve en la imagen. Kailangan mong mag-aral ng mga ito sa mga maling pag-aari ng kotse para sa iyong programa para sa mga ito ng funcione.

Hakbang 4: Pregunta Al Usuario El Tiempo

Como dicho anteriormente, este programa también va a ser capaz de preguntarle al usuario cuanto tiempo quiere graficar, obviamente este tiempo debe ser menor o igual al tiempo máximo de los datos, dado que si se ingresa un número mayor a este el programa no funcionara dado walang mga mayroon nang sapat na datos.

Ahora, como este tiempo no representa los datos hay que hacer una conversión de este tiempo para obtener el número de valores que se debe graficar. En primer lugar, tenemos que multiplicar el valor ingresado por el número de decimales que los datos tengan para poder saber hasta donde queremos graficar. En el caso de este péndulo, los valores tenían tres números decimales, por lo que se multiplica por 1000 para que los segundos me queden en milésimas. Sin embargo, no siempre se van a tomar todos esos valores porque el tiempo no se mueve de a milésimas. En este péndulo, cada vez que se avanzaba al siguiente se movían 33 milésimas, por lo que se split el asilado anterior por este nuevo valor. Para sa iyo, kung paano mo ibalik ang isang tala 1, sa susunod na posteriormente iniciaremos a hacer nuestros trapecios con el valor 1 y el 2.

Hakbang 5: Crea La Lista De Datos Para Traficar Los Datos

Con el conocimiento de cuantos son los valores que hay que graficar teniendo en cuenta el tiempo ingresado por el usuario, es necesario crear una lista con los datos para el eje x y uno para el eje y. Mag-isip ng asignándole cada variable estos datos. Ito ay mahalaga sa iyo para sa mga hindi nauukol sa iyong datos de la lista sino solo los que obtuvimos en el resultado de la variable anterior. Primero, llamamos a los valores importados, que en este caso llamamos "data", abrimos llaves e ingresamos el intervalo de valores que, en este caso es de 0 a T, la variable asignada a los datos que se quieren graficar anteriormente, separados por dos puntos (:). Dentro de las mismas llaves, después de una coma, ponemos la columna a la cual nos estamos refiriendo, en el caso de x, la 0, dado que la primera es tomada como la 0. Posteriormente hacemos lo mismo con y pero haciendo referencia a la segunda columna, que es la 1.

Con los datos ya ingresados, utilizamos la función de matplotlib.pyplot que funciona para realizar gráficas, "plot". En esta, entre paréntesis, ponemos los datos que queremos graficar como "x" y "y" teniendo en cuenta las variables asignadas a cada columna cuando importamos la información anteriormente con una coma (,) intermedia. Seguido de una coma, ponemos el color y la forma que queremos que lo grafique. Algunos de estos colores se encuentran más abajo.

Cabe resaltar que siempre hay que poner plt. antes de llamar a la función para sa mga programa ng isang programa para sa isang librería nos estamos refiriendo.

Hakbang 6: Encuentra El reaa

Con todos los pasos anteriores listos, es posible comenzar a encontrar el área bajo la linea de la función. Como dicho en la introducción, esta área se puede encontrar mediante la medida de múltcepts trapecios dibujados justo abajo de la linea de la función. Aunque la medida no es completeamente eksakto es muy aproximada. El cálculo realizado en python se centra en realizar trapecios, cada uno de el intervalo entre cada dato en x, teniendo en cuenta los y's que le corresponden a cada uno de estos x. Hay que tener en cuenta que la fórmula del área de un trapecio es c * ((a + b) / 2) donde a y b son los lados paralelos y c el lado que forma 90 grados con a y con b.

Ahora, como tenemos que sumar trapecios hasta que todos los datos se acaben usamos la función habang para sa pase algo hasta que otra cosa de pasar. Primero, como necesitamos usar diferentes datos de la lista, creamos una variable desde afuera, plural ofizosos qyw, que comienzan siendo el dato 1 y el dato 2. Sin embargo, como necesitamos que estos datos cambien cada vez que sean utilizados, usamos la función samantalang, napapanahon ang un loop se repita hasta que algo deje de pasar, en este caso hasta que el dato dos se vuelva igual o mayor al número datos que se utilizan hasta llegar al tiempo que el usuario ingreso. Narito ang hace con el fin de poder crear todos los trapecios y sumarlos, encontrando el área. Para poder utilizar la fórmula de los trapecios para poder sumar, necesitamos crear esas lineas hipotéticas entre valores para medir el área de un espacio determinado. Hay que recordar que la columna 0 hace referencia a "x" y la columna 1 a "y". Con estos datos, que cambian cada vez que el loop se repita se utiliza la fórmula del área de un trapecio y, posteriormente, los sumamos todos. Hay que recordar que la variable que se use para sumar las áreas debe estar creada desde afuera porque la tenemos que tener definida desde antes. A esta le ponemos un valor de 0 inicialmente, dado que al principio no se ha sumado ningún área. Finalmente, ya afuera del loop, imprimimos con la función "print" el área y le ponemos las unidades, que son metros.

Hakbang 7: Sombrear El área Y Finalizar El Programa

Final como paso, el programa debe sombrear el área entre y = 0 y su altura, que hace referencia a su velocidad en y. Para sa mga ito, narito ang ilan sa mga ito sa paggamit ng función de la librería matplotlib.pyplot, "fill_bet pagitan". Como en todas las funciones de esta librería, es necesario colocar el plt. antes de ingresar la función para sa llamar a la librería. Ahora, al final de llamar la función y entre paréntesis, se ponen las variables que hacen referencia a los valores en "x" y en "y" con una coma intermedia para que sombree esos valores y ya.

Con esto hecho, el programa está finalizado. Sinulat ng embargo, mahalagang rekord ito para sa mga programa sa pamamagitan ng paglalagay ng isang plot na masaya, sa loob ng isang librería pyplot para sa iyo ang isang gráfica.

Hakbang 8: Extra sa Código

Si quieren que la gráfica quede con cuadricula utilizamos la función "grid", de pyplot at entre paréntesis true para sa mga laang na tenga.

Los colores se pueden ingresar en cadenas hexadecimales (‘# 008000’); tuplas con convención RGB (0, 1, 0); intensidades de escala de grises (‘0.8’); nombres ('berde'); y por sus respivas letras 'b' para azul, 'g' para verde, 'r' para rojo, 'c' para cián, 'm' para magenta, 'y' para amarillo, 'k' para negro y 'w' para blanco.

El titulo de la pestaña de la gráfica se designa con la función title de la librería pyplot ingresando el nombre entre paréntesis at entre comillas.

El nombre de los ejes se puede designar con la función "xlabel" y "ylabel" de la librería pyplot igual que el titulo.

Los tipos de linea más comunes se ubican justo después del color con los referentes: ‘-‘para una línea sólida, ‘-‘para una línea a rayas, ‘-. ‘Para una línea con puntos y rayas y‘: ‘para una línea punteada.