P5.js – symulacja masy na sprężynie z zewnętrzną siłą

Symulacja potrzebna do przygotowania efektu graficznego na pewne urządzenie.

Kółko reprezentuje masę poruszającą się wzdłuż osi X ze sprężyną zamocowaną w środku układu. Wprowadzono tłumienie prędkości symulujące opory otoczenia. Slider pozwala zaaplikować zewnętrzną siłę (można sobie to wyobrazić jak przechylanie kulki na desce przyczepionej sprężyną).

Kod:

?
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
let slider;
 
function setup() {
  createCanvas(400, 400);
  slider = createSlider(-100, 100, 0);
  slider.position(50, 350);
  slider.size(300);
 
}
 
let x=0, vel=0, a=0, f=0;
const mass = 50;
const k = .8;
const damping = 0.1;
function draw() {
  background(220);
  translate(width / 2, height / 2);
  point(0,0);
 
  f = -1*k*x+slider.value();
  a = f/mass; //external force
  vel += a;
  vel = vel - vel * damping;
  x+=vel;
 
  fill(0, 0, 0);
  text('x = '+x.toFixed(2), -180, -180);
  text('v = '+vel.toFixed(2), -180, -160);
  text('a = '+a.toFixed(2), -180, -140);
  text('f = '+f.toFixed(2), -180, -120);
  text('external force = '+slider.value(), -140, 140);
  fill(200, 200, 255);
  circle(x,0,10);
}

Demo: