Построим математическую модель.
Размеры тела малы с траекторией полета, поэтому тело можно считать материальной точкой.
Сопротивлением воздуха можно пренебречь.
Упростим процесс.
Рассмотрим этапы моделирования на примере.
Такое же пограничное состояние занимает имитационное моделирование. В этой науке создаются и используются специальные приемы воспроизведения процессов, протекающих в реальных объектах, в тех моделях этих объектов, которые реализуются в вычислительных машинах.
Переход от реальных объектов к моделям требует развития особых приемов, изучением которых занимается системный анализ. Т.о. системный анализ изучает структуру реальных объектов и дает способы их формализованного описания. Частью системного анализа является общая теория систем, изучающая самые разнообразные по характеру системы с единых позиций. Системный анализ занимает пограничное состояние между теоретической информатикой и кибернетикой.
Информатика имеет дело с реальными и абстрактными объектами. Информация, циркулируя в реальном виде, овеществляется в различных физических процессах, но в информатике она выступает как некоторая абстракция. Вместо реальных объектов в компьютерах используют их модели.
Физика – наука, в которой математическое моделирование является чрезвычайно важным методом исследования. Часто численное моделирование в физике называют вычислительным экспериментом, поскольку оно имеет много общего с лабораторным экспериментом.
Лабораторный эксперимент | Вычислительный эксперимент |
Образец Физический прибор Калибровка прибора Измерение Анализ данных | Модель Программа для компьютера Тестирование программы Расчет Анализ данных |
Явление: полет тела, брошенного под углом к горизонту.
Цель моделирования: определить дальность полета тела, брошенного под углом к горизонту.
1 этап – построение описательной модели.
2 этап – формализация (запись задачи при помощи формул)
Дано: V0 – начальная скорость (м/с);
a – угол бросания;
Найти: L – дальность полета (м).
Решение: , где t – время полета;
- ордината точки падения;
- горизонтальная проекция вектора скорости;
- вертикальная проекция вектора скорости;
- ускорение свободного падения.
Ограничения:
Опишем метод решения последовательностью формул:
3 этап – алгоритмизация.