Python可视化和动画模拟物理

物理学是一门经验科学。 它基于实验可验证的结果，并试图用定量模型来描述自然的基本现象。 这些定量模型大多由数学方程表示，这些数学方程将不同的物理量相互联系起来，因此被称为物理定律。

物理定律表达了物理量之间的关系。 物理系统的可定量确定的性质称为物理量。 物理量有一个量纲，如果你想为一个物理量指定一个具体的值，那么这个值就是由度量与度量单位的乘积组成的。 无论何时进行物理计算，都应随身携带测量单位并用它们进行数学运算。 这可确保在计算结束时数值和测量单位匹配。 但是，在使用计算机进行计算时，您不能像在纸上那样简单地随身携带测量单位。 因此，建议遵守以下规则：

让我们考虑以下算术问题：地球是近似球形的，半径为 R = 6371   k m R=6371 \mathrm{~km} R=6371 km，质量为 m = 5 , 972 ⋅ 1 0 24   k g m=5,972 \cdot 10^{24} \mathrm{~kg} m=5,972⋅1024 kg，以 g / c m 3 \mathrm{g} / \mathrm{cm}^{3} g/cm3 为单位计算地球的平均密度。 通过手动计算，人们首先会写下球体的体积 V V V 和密度的定义 ρ \rho ρ 的方程：

V = 4 3 π R 3 ρ = m V V=\frac{4}{3} \pi R^{3} \quad \rho=\frac{m}{V} V=34​πR3ρ=Vm​

然后将体积表达式代入密度方程并简化表达式。 然后插入数值和单位，然后计算数值和单位：

ρ = m 4 3 π R 3 = 3 m 4 π R 3 = 3 ⋅ 5 , 972 ⋅ 1 0 24   k g 4 π ( 6371 ⋅ 1 0 3   m ) 3 = 5513 k g m 3 = 5 , 513 g c m 3 \rho=\frac{m}{\frac{4}{3} \pi R^{3}}=\frac{3 m}{4 \pi R^{3}}=\frac{3 \cdot 5,972 \cdot 10^{24} \mathrm{~kg}}{4 \pi\left(6371 \cdot 10^{3} \mathrm{~m}\right)^{3}}=5513 \frac{\mathrm{kg}}{\mathrm{m}^{3}}=5,513 \frac{\mathrm{g}}{\mathrm{cm}^{3}} ρ=34​πR3m​=4πR33m​=4π(6371⋅103 m)33⋅5,972⋅1024 kg​=5513m3kg​=5,513cm3g​

其Python代码如下：

如果您忽略上面给出的规则，您将得到以下程序，它甚至更短一行并且也正确地解决了问题。

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