Dosiero:3bodyproblem.gif

El testwiki
Salti al navigilo Salti al serĉilo
3bodyproblem.gif (780 × 246 rastrumeroj, dosiera grandeco: 1,56 MB, MIME-tipo: image/gif, ripeta GIF, 201 ĉeloj)
Noto: Pro teĥnikaj limigoj antaŭvido de altrezolucia GIF-dosiero kia ĉi tiu ne estas animita.

Ĉi tiu dosiero estas de Vikimedia Komunejo kaj estas uzebla de aliaj projektoj. Jen la priskribo en ties dosier-priskriba paĝo.

Resumo

Priskribo
English: A system of 3 bodies interacting gravitationally is (famously) chaotic. A system of 3 bodies interacting elastically isn't. Time in this animations is increasing from top right to down left along the diagonal, to show the evolution of the two systems.
Dato
Fonto https://twitter.com/j_bertolotti/status/1044947721696808961
Aŭtoro Jacopo Bertolotti
Permeso
(Reuzo de la dosiero)
https://twitter.com/j_bertolotti/status/1030470604418428929

Mathematica 11.0 code

(*Staring positions in a triangle*)
x10 = -1;
y10 = -1;
x20 = 1;
y20 = -1;
x30 = 1;
y30 = 1;
(*Initial total momentum is zero, so the center of mass does not \
drift away*)
vx10 = 0.2;
vy10 = 0;
vx20 = -0.1;
vy20 = 0;
vx30 = 0;
vy30 = -0.1;
(*max time the system evolves (in arbitrary units)*)
T = 40;
(*All three bodies have the same mass*)
m1 = 1;
m2 = 1;
m3 = 1;
(*Setting up of the equations copied from \
http://demonstrations.wolfram.com/PlanarThreeBodyProblem/
There are more elegant and compact ways of doing this, but I wasn't \
interested in optimizing the code.*)
nds = NDSolve[
   {x1'[t] == vx1[t], y1'[t] == vy1[t],
    x2'[t] == vx2[t], y2'[t] == vy2[t],
    x3'[t] == vx3[t], y3'[t] == vy3[t],
    m1 vx1'[t] == -((
       m1 m2 (x1[t] - 
          x2[t]))/((x1[t] - x2[t])^2 + (y1[t] - y2[t])^2)^(3/2)) - (
      m1 m3 (x1[t] - x3[t]))/((x1[t] - x3[t])^2 + (y1[t] - y3[t])^2)^(
      3/2), m1 vy1'[t] == -((
       m1 m2 (y1[t] - 
          y2[t]))/((x1[t] - x2[t])^2 + (y1[t] - y2[t])^2)^(3/2)) - (
      m1 m3 (y1[t] - y3[t]))/((x1[t] - x3[t])^2 + (y1[t] - y3[t])^2)^(
      3/2), m2 vx2'[t] == (
      m1 m2 (x1[t] - x2[t]))/((x1[t] - x2[t])^2 + (y1[t] - y2[t])^2)^(
      3/2) - (m2 m3 (x2[t] - 
         x3[t]))/((x2[t] - x3[t])^2 + (y2[t] - y3[t])^2)^(3/2), 
    m2 vy2'[t] == (
      m1 m2 (y1[t] - y2[t]))/((x1[t] - x2[t])^2 + (y1[t] - y2[t])^2)^(
      3/2) - (
      m2 m3 (y2[t] - y3[t]))/((x2[t] - x3[t])^2 + (y2[t] - y3[t])^2)^(
      3/2), m3 vx3'[t] == (
      m1 m3 (x1[t] - x3[t]))/((x1[t] - x3[t])^2 + (y1[t] - y3[t])^2)^(
      3/2) + (m2 m3 (x2[t] - 
         x3[t]))/((x2[t] - x3[t])^2 + (y2[t] - y3[t])^2)^(3/2), 
    m3 vy3'[t] == (
      m1 m3 (y1[t] - y3[t]))/((x1[t] - x3[t])^2 + (y1[t] - y3[t])^2)^(
      3/2) + (m2 m3 (y2[t] - 
         y3[t]))/((x2[t] - x3[t])^2 + (y2[t] - y3[t])^2)^(3/2),
    x1[0] == x10, y1[0] == y10, x2[0] == x20, y2[0] == y20, 
    x3[0] == x30, y3[0] == y30,
    vx1[0] == vx10, vy1[0] == vy10, vx2[0] == vx20, vy2[0] == vy20, 
    vx3[0] == vx30, vy3[0] == vy30},
   {x1, x2, x3, y1, y2, y3, vx1, vx2, vx3, vy1, vy2, vy3}, {t, 0, 
    T}];
funsToPlot = {{x1[t], y1[t]}, {x2[t], y2[t]}, {x3[t], y3[t]}} /. 
   nds[[1]];
evo = Table[funsToPlot /. {t -> j}, {t, 0, T, 0.01}];
dim = Dimensions[evo][[1]];
(*For the elastic force case I used a Verlet integration, as this \
case is numerically very stable.*)
np = 3;
k0 = 1;
(*Same initial condition as the gravitational case*)

pos = {{x10, y10}, {x20, y20}, {x30, y30}};
v0 = {{vx10, vy10}, {vx20, vy20}, {vx30, vy30}};
acc = Table[
   Sum[If[j == k, 0, -k0 (pos[[j]] - pos[[k]])], {k, 1, np}], {j, 1, 
    np}];
dt = 0.005;
posold = pos;
pos = posold + v0 dt + acc/2 dt^2;
range = 5;

evoe = Reap[Do[
      acc = 
       Table[Sum[
         If[j == k, 0, -k0 (pos[[j]] - pos[[k]])], {k, 1, np}], {j, 1,
          np}];
      posoldold = posold;
      posold = pos;
      pos = 2 posold - posoldold + acc dt^2;
      Sow[pos];
      , dim];][[2, 1]];
plots = Table[
   GraphicsRow[{
     Show[
      ListPlot[{evo[[All, 1]][[1 ;; j]], evo[[All, 2]][[1 ;; j]], 
        evo[[All, 3]][[1 ;; j]]}, PlotStyle -> {Purple, Orange, Cyan},
        PlotRange -> {{-range, range}, {-range, range}}, 
       Joined -> True, Axes -> False, 
       PlotLabel -> "Gravitational 3-body problem", 
       LabelStyle -> {Bold, Black}],
      Graphics[{PointSize[0.03], Purple, Point[evo[[All, 1]][[j]]], 
        Orange, Point[evo[[All, 2]][[j]]], Cyan, 
        Point[evo[[All, 3]][[j]]]} , 
       PlotRange -> {{-range, range}, {-range, range}}], 
      ImageSize -> Medium
      ]
     ,
     Show[
      ListPlot[{evoe[[All, 1]][[1 ;; j]], evoe[[All, 2]][[1 ;; j]], 
        evoe[[All, 3]][[1 ;; j]]}, 
       PlotStyle -> {Purple, Orange, Cyan}, 
       PlotRange -> {{-range, range}, {-range, range}}, 
       Joined -> True, Axes -> False, 
       PlotLabel -> "Elastic 3-body problem", 
       LabelStyle -> {Bold, Black}],
      Graphics[{PointSize[0.03], Purple, Point[evoe[[All, 1]][[j]]], 
        Orange, Point[evoe[[All, 2]][[j]]], Cyan, 
        Point[evoe[[All, 3]][[j]]]} , 
       PlotRange -> {{-range, range}, {-range, range}}], 
      ImageSize -> Medium
      ]
     }], {j, 1, dim, 20}];
ListAnimate[plots]

Permesiloj:

Mi, la posedanto de la aŭtorrajto por ĉi tiu verko, ĉi-maniere publikigas tiun laŭ la jena permesilo:
Creative Commons CC-Zero Ĉi tiu dosiero estas disponebla laŭ la Krea Komunaĵo CC0 1.0 Universala Publikaĵiga Dediĉo.
La persono kiu asociis verkon kun ĉi tiu faro dediĉis la verkon kiel publikaĵon forlasante ĉiujn siajn rajtojn al la verko mondvaste sub aŭtorrajta leĝo inkluzivante ĉiujn rilatajn aŭ najbarajn rajtojn permesitajn de leĝo. Oni povas kopii, modifi, distribui kaj ludi la verkon, eĉ por komercaj kialoj, ĉiuj sen peto de permeso.

This file, which was originally posted to https://twitter.com/j_bertolotti/status/1044947721696808961, was reviewed on 19 October 2018 by reviewer Ronhjones, who confirmed that it was available there under the stated license on that date.

Titoloj

Donu unulinian priskribon de la enhavo de ĉi tiu dosiero

Eroj prezentitaj en ĉi tiu dosiero

montras

image/gif

de640cb31cd852c54117eae84e22eae4a9a9f981

1 634 680 bajto

246 rastrumero

780 rastrumero

Dosiera historio

Klaku daton/tempon por vidi la dosieron kia ĝi aspektis tiam.

Dato/tempoBildetoDimensiojUzantoKomento
nuna15:03, 26 sep. 2018Bildeto por versio ekde 15:03, 26 sep. 2018780 × 246 (1,56 MB)wikimediacommons>BertoUser created page with UploadWizard

La jena paĝo ligas al ĉi tiu dosiero: