Desplazamiento De Un Objeto Mediante El Calculo De Área En Python: 8 Passos (com Imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Para calcular o desplazamiento de um objeto, teniendo en cuenta los principios de la fisica, es possivel encontrar a area de seu movimiento em uma grafia de velocidade contra o tempo. Sem embargo, el calculo de esta área não siempre es muy fácil de encontrar dado que los movimientos não siempre son funciones lineales sino que estas pueden tener curvas, lo que complica de manera sustancial su calculo. Por esta razão, este tutorial é centrado em enseñar como hacer um programa em python para que este encuentre a área automaticamente dada uma lista de dados e o tempo que se segue graficar.

Etapa 1: Preparar Y Descarga Librerías

Antes que nada, obviamente, descargar el programa. Este é o link para acessar o seguinte link: https://www.python.org/. También hay que tener en cuenta que se debe descargar python 2.7.9. Ahora, é muito importante descargar las librerías en el computador para que funcione todo lo que vamos a hacer, dado que al descargar pitão, isolicamente trae las funções básicas, por lo que necesitamos descargarlas primero. Específicamente para este programa, necesitamos matplotlib, para elaborar gráficos, y numpy, para realizar funções matemáticas de alto nivel.

Para poder descargarlos, em um equipamento com sistema operativo iOS, hay que abrir o terminal, que se pode buscar no spotlight (comando + espaço) y escribir "pip install pylab", enter, y luego "pip install matplotlib".

Por el outro lado, em um sistema operativo do windows, se busca a carpeta de python e se abre o programa "pip", por donde se instalan las librerías. Agora, abre o código do sistema, teclando no buscador cmd. Uma vez aberto o programa, se a tecnologia pip, aparecerá todas as funções que têm o programa. Allí para descargar las librerías, se escriba "pip install pylab", digite, y luego "pip install matplotlib".

Etapa 2: Importar Bibliotecas

Lo primero, como siempre, es importar las librerías que vamos a necesitar para que todo funcione. Para este programa, é necessário importar a biblioteca matplotlib.pyplot y numpy. No local inicial, é necessário matplotlib.pyplot para poder realizar a gráfica com os dados da lista. Em segundo lugar, precisamos da biblioteca numpy dado que con esta importamos os dados do arquivo.txt com os que graficaremos e encontraremos a área abaixo da função.

Etapa 3: Importa La Lista De Datos Que Vas a Utilizar

Cuando ya tenemos importadas las librerías, el siguiente paso es importar los datos con los que vamos realizar la gráfica y con los cuales se va a encontrar el recorrido del objeto determinado, en este caso un péndulo. Para esto, laço la función de la librería numpy "loadtxt". A estos datos se los asignamos uma variável que en este caso se llama "data" para poder utilizarlos para poder graficar la función y poder hallar el área. El nombre del archivo debe ser colocado entre parênteses e comillas justas después de llamar a la función, justo como se ve en la imagen. Algo muito importante é que o arquivo deve estar na misma carpeta na que está disponível no programa para que este funcione.

Etapa 4: Pregunta Al Usuario El Tiempo

Como dicho anteriormente, este programa también va a ser capaz de preguntarle al usuario cuanto tiempo quiere graficar, obviamente este tiempo debe ser menor o igual al tiempo máximo de los datos, dado que si se ingresa un number mayor a este el programa no funcionara dado que não existem dados suficientes.

Ahora, como este tiempo no representa los datos hay que hacer una conversión de este tiempo para obtener el número de valores that se debe graficar. En primer lugar, tenemos que multiplicar el valor ingresado por el número de decimales that los datos tengan para poder saber hasta donde queremos graficar. No caso de este péndulo, los valores tenían tres números decimales, por lo que se multiplica por 1000 para que los segundos me queden en milésimas. No embargo, no siempre se van a tomar todos esos valores porque el tiempo no se mueve de a milésimas. En este péndulo, cada vez que se avanzaba al siguiente se movían 33 milésimas, por lo que se divide o resultado anterior por este novo valor. Con esto, lo único que falta es restarle a esto 1, dado que posteriormente iniciaremos a hacer nuestros trapecios con el valor 1 y el 2.

Etapa 5: Criar La Lista De Datos Para Traficar Los Datos

Con el conocimiento de cuantos son los valores that hay that graficar teniendo en cuenta el tiempo ingresado by el usuario, es necesario crear una lista con los datos for el eje x y uno para el eje y. Esto se hace asignándole cada variable estos datos. É importante ter em conta que não se grava todos os dados da lista que são apenas os que obtêm no resultado da variável anterior. Primero, llamamos a los valores importados, que en este caso llamamos "data", abrimos llaves e ingresamos el intervalo de valores que, en este caso es de 0 a T, a variável asignada a los datos que se quieren graficar anteriormente, separados por dos pontos (:). Dentro de las mismas llaves, depois de um coma, ponemos la columna a la cual nos we refiriendo, en el caso de x, la 0, dado que la primera es tomada como la 0. Posteriormente hacemos lo mismo con y pero haciendo referencia a la segunda columna, que es la 1.

Com os dados que você criou, utiliza a função de matplotlib.pyplot que funciona para realizar gráficas, "plot". En esta, entre parênteses, ponemos os dados que queremos graficar como "x" y "y" teniendo en cuenta las variables asignadas a cada columna cuando importamos la información anteriormente con una coma (,) intermedia. Seguido de una coma, ponemos el color y la forma que queremos que lo grafique. Algunos de estos colores se encuentran más abajo.

Cabe resaltar que siempre hay que poner plt. antes de llamar a la función para que el programa entienda a que librería nos we refiriendo.

Etapa 6: Encuentra El Área

Com todos los pasos anteriores listos, é possível comenzar a encontrar el área bajo la linea de la función. Como feito na introdução, esta área se pode encontrar através da medida de múltiples trapecios dibujados apenas abajo de la linea de la función. Aunque la medida no es completamente exacta es muy aproximada. O cálculo realizado em python se centra em realizar trapecios, cada um do intervalo entre cada dia em x, tenendo en cuenta los y's que le corresponde a cada um de estos x. Hay que tener en cuenta que la formula del area de un trapecio es c * ((a + b) / 2) donde a y b son los lados paralelos y c el lado que forma 90 grados con a y con b.

Ahora, como tenemos que sumar trapecios hasta que todos os dados se acabam comunicados la función while para que pase algo hasta que otra cosa de pasar. Primero, como necesitamos usar diferentes dados da lista, creamos una variable from afuera, nosotros utilizamos qyw, que comienzan siendo el dato 1 y el dato 2. Sem embargo, como necesitamos que estos datos datos da lista cada vez que sean utilizado, la función enquanto, que hace que um loop se repita hasta que algo deje de pasar, en este caso hasta que el dato dos se vuelva igual o prefeito al número de dados que se utiliza hasta llegar al tiempo que el usuario ingreso. Esto se hace con el fin de poder crear todos los trapecios y sumarlos, encontrando el área. Para poder usar a fórmula de los trapecios para poder sumar, necesitamos criar esas lineas hipotéticas entre valores para medir a área de um espaço determinado. Hay que recordar que la columna 0 hace referencia a "x" y la columna 1 a "y". Con estos datos, que cambian cada vez que el loop se repita se utiliza a fórmula da área de um trapecio y, posteriormente, los sumamos todos. Hay que recordar que a variável que se usa para sumar las áreas debe estar creada desde afuera porque la tener que tener definida desde antes. A esta le ponemos um valor de 0 boletim, dado que al principio no se ha sumado ningun area. Finalmente, ya afuera del loop, imprimimos con la function "print" el área y le ponemos las unidades, that son metros.

Etapa 7: Sombrear El Área Y Finalizar El Programa

Como passo final, el programa debe sombrear el área entre y = 0 y su altura, que hace referencia a su velocidad en y. Por esto, lo que hay that hacer es utilizar a función de la librería matplotlib.pyplot, "fill_between". Como em todas as funções desta biblioteca, é necessário colocar o plt. antes de inserir a função para llamar a la librería. Ahora, al final de llamar la función y entre paréntesis, se ponen las variables que hacen referencia a los valores en "x" y en "y" con una coma intermedia para que sombree esos valores y ya.

Con esto hecho, el programa está finalizado. No entanto, é importante registrar que para o programa gráfico que llamar na função plot, também da biblioteca pyplot para que muestre la gráfica.

Etapa 8: Código Extra

Se o gráfico for feito com a tabela, utiliza a função "grade", pyplot e entre parênteses verdadeiras para o gráfico gráfico.

Los colores se pueden ingresar en cadenas hexadecimales (‘# 008000’); tuplas con convención RGB (0, 1, 0); intensidades de escala de grises (‘0,8’); nombres ('verde'); y por sus letras 'b' para azul, 'g' para verde, 'r' para rojo, 'c' para cián, 'm' para magenta, 'y' para amarillo, 'k' para negro y 'w' para blanco.

O título da página gráfica é projetado com a função título da biblioteca pyplot que inclui o nome entre parênteses e entre comilhas.

O nome dos ejes pode ser designado com a função "xlabel" e "ilabel" da biblioteca pyplot igual que o título.

Los tipos de linea más comunes se ubican justo depois de del color con los referencias: ‘-‘para una línea sólida, ‘-‘para una línea a rayas, ‘-. ‘Para una línea con pontos y rayas y‘: ‘para una línea punteada.