重力模擬

我想模擬自由落體和與地面的碰撞（例如彈跳球）。物體會落入真空中 - 可以省略空氣阻力。與地面的碰撞會導致一些能量損失，最終物體會停止移動。我使用JOGL渲染一個點，這是我的下降對象。重力恆定（-9.8 m/s^2）。重力模擬

我發現了一個歐拉法計算該點的新位置：

deltaTime = currentTime - previousTime; 
vel += acc * deltaTime; 
pos += vel * deltaTime;

，但我做錯了什麼。點反彈幾次，然後它下移（非常慢）。

這裏是一個僞代碼（初始POS =（0.0F，2.0F，0.0F），初始電平（0.0F，0.0F，0.0F），比重= -9.8f）：

display() 
{ 
    calculateDeltaTime(); 
    velocity.y += gravity * deltaTime; 
    pos.y += velocity.y * deltaTime; 

    if(pos.y < -2.0f) //a collision with the ground 
    { 
     velocity.y = velocity.y * energyLoss * -1.0f; 
    } 

}

達到現實效果的最佳方式是什麼？歐拉方法如何引用恆定加速度方程？

來源

2011-08-10 Vert

如果您僅將能量損失排除在等式之外，會發生什麼情況？ – redbmk

除了Yochai的回答，你可以考慮在你的碰撞情況下將'pos.y'設置爲地平面以避免削波錯誤 –

如果沒有能量損失，該點也會在一段時間後停止反彈，並且它非常緩慢地向下移動。 – Vert

由於浮點不會很好地湊合，所以你永遠不會得到實際爲0的速度。你可能會得到類似-0.00000000000001之類的東西。

當距離足夠近時，您需要將其設置爲0.0。（定義一些三角洲。）

來源

2011-08-10 15:44:37

要擴大我上面的評論，並回答Tobias，我會在這裏添加一個完整的答案。

經過初步檢查，我確定你正在流血速度快。簡單地說，動能和速度之間的關係是E = m v^2 /2，因此服用導數相對於速度後，你會得到

delta_E = m v delta_v

然後，根據energyloss是如何定義的，你可以建立delta_E和energyloss之間的關係。例如，在大多數情況下energyloss = delta_E/E_initial，則上述關係可以簡化爲

delta_v = energyloss*v_initial/2

這是假設的時間間隔小，讓您與v_initial取代v第一方程式中，所以你應該能夠爲了你的行爲而放棄它。清楚起見，delta_v從您的碰撞區域內的velocity.y中減去，而不是您所擁有的。

至於增加空氣阻力與否的問題，答案取決於。對於較小的初始下降高度，這並不重要，但由於反彈和較高的下降點，能量損失較小。對於1克，1英寸（2.54cm）直徑的，光滑球，我繪製有和沒有空氣摩擦與下落高度之間的時間差：

difference in time with and without air-drag vs. drop height

對於低能量損失的材料（80 - 90 + ％的能量保留），我會考慮將它添加到10米和更高的高度。但是，如果水滴不到2-3米，我就不會打擾。

如果有人想要計算，我會分享它們。

來源

2011-08-10 20:49:10 rcollyer

+1謝謝你的回答。我認爲這也是一個很好的解決方案。與Vert的原始碰撞實施形成對比的是，您的身體與地面碰撞並在那裏休息（比如枕頭）可能會產生「較軟」的碰撞，而Vert的版本則是有損反彈。當然選擇哪一個取決於所需的物理行爲。你說得對，包括空氣摩擦會是過度的。 –

@Tobias，這也是一個有損的反彈，只是稍微軟一點的反彈。 – rcollyer

@Vert，當我發佈它時我從未注意到，但是我從'delta_v'的結果中刪除了'energyloss'。現在已經修復了。 – rcollyer

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