Практическая работа

Моделирование и исследование физических процессов при помощи электронной таблицы EXCEL. Построение графиков функций

Цель работы: рассмотреть различные виды моделей. Научиться решать физические задачи методом компьютерного моделирования. 

Задача. В процессе тренировок теннисистов используются автоматы по бросанию мяча в определенное место площадки. Исследовать движение мяча, брошенного с начальной скоростью υ0 под углом α к горизонту, когда сопротивлением воздуха можно пренебречь и попадание мяча в площадку. 

Ход работы

1.     Создать информационную модель задачи в виде таблицы

Таблица 1. Информационная модель

2.     Создать компьютерную модель с помощью программы MS Excel.

2.1   Переименовать Лист 1 MS Excel  в «Расчет параметров»  и создать таблицу 2 по указанному образцу (можно использовать метод копирования и вставки).  

2.2   Скопировать и вставить заголовки в виде формул в указанные ячейки: 

В6 – формула 1

C6 – формула 2 D6 – формула 3        

E6 – формула 4 

F6 – формула 5

G6 –формула 6

H6 - формула 7

I6 -  формула 8 

1.     _у = ₀  ·sin - g ·t,

2.     _х = ₀  · cos,

3.     2 х + 2 у ,      

4.      =   2 х + 2 у ,     

5.     х = ₀  · cos_ · t, 

6.     у = ₀  ·sin ·t – g ·t² /2,

7.     S + l,

8.     S   х   S + l.

S   х   S + l - попадание

Если х   s, то означает «недолет», а если х  s + l, то это значит «перелет»

Выделить ячейки А7 – I7, установить Формат – Числовой  - Отрицательные  числа

– Красным цветом , с числовым  десятичных  знаков  1. 

Заполнить столбец времени от 0,0 до 4,0 с шагом 0,2, используя метод Автозаполнения.

2.3 Работа с формулами

       Для преобразования значений углов из градусов в радианы использовать функцию РАДИАНЫ. 

Ввести числовые значения ячеек В2 (начальная скорость),  В3 (угол), В4(расстояние), В5(длина) по образцу:

Присвоить ячейкам собственные имена. Ячейке В2 - имя скорость, ячейке В3 – имя угол, B4 – имя расстояние, В5- имя длина, В6 – имя время, используя вкладку

Формулы – Присвоить имя

В ячейках таблицы ввести следующие формулы:

в ячейку В7: =скорость*SIN(РАДИАНЫ(угол))-9,8*А7           в ячейку С7: =скорость*COS(РАДИАНЫ(угол))                        в ячейку D7: =C7^2+B7^2  

в ячейку E7: =КОРЕНЬ(D7)                      

в ячейку F7: =скорость*COS(РАДИАНЫ(угол))*A7   в ячейку G7: =скорость*SIN(РАДИАНЫ(угол))*A7-9,8*A7^2/2    в ячейку H7: =расстояние+длина    в ячейку I7:

=ЕСЛИ(F7<расстояние;"НЕДОЛЕТ";ЕСЛИ(F7>H7;"ПЕРЕЛЕТ";ЕСЛИ(F7>расстояние;"ПОПАДАНИЕ")))    

После заполнения таблицы формулами получится следующий результат:

2.4 Построение графиков

Переименовать Лист 2 в График скорости и построить следующий график

Переименовать Лист 3 в Траектория движения и построить следующий график

3. Сдать отчет о проделанной работе