【Python-物理】初速と放出角度から放物線を計算する方法！

こんにちは、ヒガシです。

このページではPythonというプログラミング言語を使って、以下の画像のように初速と放出角度から放物運動の履歴（放物線）を計算する方法をご紹介していきます。

なお、今回の計算は重力加速度9.8m/s2、空気抵抗はなしとして計算していきます。

それではさっそくやっていきましょう！

必要なライブラリ一覧
放物線を計算するサンプルコード
サンプルコードの実行結果
おわりに

必要なライブラリ一覧

★matplotlib

★numpy

★math

特別なものはないですね。

Anacondaを使っている人はおそらくすべてインストールされているはずです。

放物線を計算するサンプルコード

それでは本題である放物線の計算に入っていきましょう。

以下がそのサンプルコードです。

import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import math
#初期条件設定
iniV=10
angle=45
dt=0.1
total_time=1.5
Vxini=iniV*math.cos(2*math.pi*(angle/360))
Vyini=iniV*math.sin(2*math.pi*(angle/360))
#速度、位置計算用の時間データ
time=np.linspace(0,total_time,int(total_time/dt+1))
#速度、位置履歴の計算
Vx=Vxini
Vy=Vyini-9.8*time
X=Vx*time
Y=Vyini*time-1/2*9.8*time*time
#グラフ作成
plt.scatter(X,Y)
plt.xlabel('X',fontsize=14)
plt.ylabel('Y',fontsize=14)
plt.xlim(0,12)
plt.ylim(0,12)
plt.savefig("pic1.jpg", dpi=300)

基本的にあなたが設定するべきことは、５～８行目までの初速、放出角度、グラフ化する際の刻み時間、総計算時間の４つだけです。

※もし放物線が途中できれていて全部表示したい場合はplt.xlim, plt.ylimの設定を変更すればOKです。