Введение

Выполнение курсового, расчетно-графического или обыкновенного домашнего задания по теоретической механике сопровождается расчетами по теоретическим формулам и графическими построениями, интерпретирующими и иллюстрирующими процесс и результат выполнения. Выполнение задания «вручную» рекомендуется сопровождать расчетами на компьютере, расширяя по собственной инициативе рамки задания. Можно при этом воспользоваться предлагаемыми кафедрой ТПМ готовыми программами, а можно создать свои оригинальные программы. Когда мастер наблюдает, как созданная им машина начинает работать, его организм вырабатывает эндоморфины, формирующие чувство удовлетворения.

Умение мыслить алгоритмически и создавать компьютерные программы полезно для любого специалиста, работающего в области техники. Одним из наиболее популярных в мире пакетов программ по техническим вычислениям является МАТЛАБ. Поскольку МАТЛАБ включает в себя мощные графические средства, начнем применять его уже на первом курсе в работах по теоретической механике. Работу можно выполнить в компьютерных классах, использующих лицензионные версии МАТЛАБа или на домашнем компьютере. Если уважаемый Студент собирается зарабатывать на жизнь, работая по специальности, ему полезно приобрести со временем собственную программу МАТЛАБ у компании MathWorks, Inc. Если Студент закажет компактную версию МАТЛАБа только для учебных целей, ему, скорее всего, предоставят значительную скидку.

Начало работы над программой

Рассмотрим следующее задание по кинематике точки.

Даны уравнения движения точки и расчетный момент времени . Требуется построить траекторию точки, указать положение точки на траектории в момент , определить скорость и ускорение точки при , изобразить векторы скорости и ускорения на рисунке с траекторией.

Составим программу решения задания. Войдем в МАТЛАБ через соответствующую иконку, изображающую деформированную мембрану. Откроется рабочий стол программы, состоящий из нескольких окон. Большинство команд набирается в окне «Command Window». Результаты их исполнения можно увидеть в том же окне, а также в графических окнах, которые открываются при исполнении графических команд по очереди: Figure 1, Figure 2 и т.д. Есть встроенные команды как инструменты МАТЛАБа и есть команды, создаваемые пользователем. Последовательность команд, решающих некоторую специфическую задачу пользователя, собирают в отдельный файл типа m.file (матлабовский) и именуют его. Набрав имя файла как команду в Command Window и атрибуты к нему, клавишей «Enter» инициируют его команды. Пользовательский файл может быть файлом-функцией или файлом-процедурой. Функция преобразует входные переменные в выходные, при этом значения промежуточных переменных не сохраняются. Функцию конструируют, когда предполагают, что она будет многократно вызываться при исполнении разных программ. Для решения нашей отдельной задачи будем строить файл-процедуру.

В меню выбираем File → New → m.file. Откроется окно Editor – окно редактора

4

программ, в котором, начиная со строки №1, набираем с помощью клавиатуры текст программы. Листинг состоит из командных строк, которые автоматически нумеруются.

Условимся именовать далее наш файл «task_k1». В первой строке наберем символ комментариев «%» и напишем комментарий на английском или русском языке:

%task_k1: evaluation the path, veloc. And accel. For given x(t),y(t),t1

Строка после символа комментария «%» содержит неисполняемые записи. Переведем строку и напишем (на всякий случай) команду очистить память рабочего пространства стола от предыдущих расчетов:

clear all