Лабораторная работа "грузик на резинке" на Java

Лабораторная работа 4. Модель с подпиской на события. Класс-контроллер реализует в отдельном потоке в реальном времени модель поведения физического объекта или системы. Классы GUI (формы) получают ссылку на объект-контроллер с интерфейсом команд и подписываются на получение от него периодических данных и событий через соответствующий интерфейс (шаблон наблюдатель). При появлении в контроллере события последний вызывает соответствующий метод во всех подписанных объектах. При закрытии объекта класса GUI он отписывается от контроллера. События и команды в интерфейсах должны обеспечивать объектам внешнего представления полный набор возможностей управления и отображения состояния физического объекта. При тестировании в качестве подписчика на события можно использовать:

-библиотеки для построения графиков;

-экспорт данных в Excel и построение на их основе элементов визуализации.

Задание: Физическая модель. «Грузик» раскачивается и колеблется на растяжимой нити (резинке) . Имеется начальное отклонение грузика от R-R0 – от исходного размера и угол поворота fi. На грузик действуют сила растяжения нити (если длина больше R0) и сила тяжести (проекция m*g*sin(fi), всегда).

Пояснение:

В этой задачке описывается система, в которой грузик колеблется на растяжимой нити (резинке). Чтобы разобраться с задачей, давай рассмотрим её основные компоненты:

1. Грузик и нить: Грузик подвешен на растяжимой нити, которая может растягиваться под действием силы тяжести грузика. Начальная длина нити (нерастянутая) равна R0 .
2. Начальное отклонение: Грузик отклонён на расстояние R−R0 от исходного положения. Здесь R — это текущая длина нити, которая может быть больше, чем R0 из-за её растяжимости.
3. Угол отклонения: Угол fi(фи) — это угол, на который отклонён грузик относительно вертикали.
4. Силы, действующие на грузик:

• Сила тяжести: Сила тяжести действует на грузик всегда вниз с величиной m⋅g (где m — масса грузика, g — ускорение свободного падения). В данной задачке интересна проекция этой силы на направление движения грузика, которая составляет m⋅g⋅sin⁡(ϕ).
• Сила растяжения нити: Эта сила появляется только когда длина нити больше R0 . Сила растяжения направлена вдоль нити к её закреплённому концу и зависит от разности между текущей длиной нити R и исходной длиной R0 . Например, её можно представить как k⋅(R−R0), где k — коэффициент упругости нити (модель как у пружины).

1. Колебания грузика: Грузик будет совершать колебательные движения под действием указанных сил. Если нить растягивается, то сила растяжения будет стремиться вернуть грузик обратно в положение равновесия. Сила тяжести, в свою очередь, вызывает качания грузика под углом fi.