【发布时间】：2021-03-04 13:21:29
【问题描述】：
我正在尝试用 C++ 和 GLM 模拟牛顿引力。我正在使用 GLM 向量和我在 Wikipedia 上找到的这个等式
我把它翻译成代码：
const static double g_const = 6.67430E-11;
void gravitate(object& obj1,object& obj2) {
glm::vec2 distance = glm::abs(obj2.position-obj1.position);
glm::vec2 unitvec = (obj2.position-obj1.position)/distance;
glm::vec2 force = -g_const*obj1.mass*obj2.mass/(distance*distance)*unitvec;
obj2.updateForce(force);
}
对象类的结构是这样的
class object {
public:
double mass;
glm::vec2 velocity;
glm::vec2 position;
object(double massin, glm::vec2 pos) : mass(massin), position(pos) {;}
object(double massin, glm::vec2 pos, glm::vec2 vel) : mass(massin), position(pos), velocity(vel) {;}
void updateForce(glm::vec2 force) {
velocity+=force/mass;
}
void updatePos() {
position+=velocity;
}
void printPos(); // Not used in this example
void printVel(); // Not used in this example
}
main函数是这样运行的：
int main() {
object test1(massOfEarth,
glm::vec2(0, 0),
glm::vec2(0,0));
object test2(massOfmoon,
glm::vec2(distanceFromEarth,
distanceFromEarth),
moonInitalVelocity);
while (true) {
gravitate(test1,test2);
test2.updatePos();
}
}
但是，当我运行它时，我会得到以下输出：
注意：对于低帧率抱歉，这是将视频转换为 GIF 的副产品
有人知道这里出了什么问题吗？
顺便说一句，完整代码可在此处获得：https://github.com/ProtoByter/GravityLaw
编辑 1：
物体突然加速时施加在物体上的 y 力为 3.5079064080620432e+26 N
当它以恒定速度移动时，y 力为 -2.9308778146655032e+23 N
编辑 2：
为了澄清，我使用牛顿万有引力定律的向量形式，在维基百科上，这被定义为向量，而 glm::distance 返回一个双精度因此不适合
【问题讨论】：
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有谁知道这里出了什么问题？ 也许，物理学专家可以立即看出这里出了什么问题。对于其他傻瓜（比如我），你能解释一下你期望的输出与你得到的相反吗？一般来说，我会使用debugger 来比较程序计算的内容，以将其与“纸上的数字”（即它应该计算的内容）进行比较。
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我问了我的物理老师，他说我所做的应该有效
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突然加速是3.5079064080620432e+26 N。因此，在此之前尽可能短地暂停您的程序，然后检查single-step debugging 中的计算。
double的计算并不完全像您在实数的数学/物理课程中学到的那样。它们充其量是相似的，并且仅针对少数几个值（与无限的实数集相比）。对于非常小或非常大的值，您可能会得到奇怪的效果。这是我要搜索的第二个。 -
我的物理老师......说我所做的应该有效：首先我会搜索实现错误。 （我最近刚刚滚动了 doxygen 人。上下滚动，因为我的代码中对组的引用没有按预期工作。最后，我发现我写的是
Progess而不是Progress不知何故这并不容易发现...） -
你除以零。在
gravitate的第 2 行中，当两个对象接近时，distance变为零或接近零。如您所知 lim 1/zero -> 一个巨大的数字。另请注意，您使用的是曼哈顿距离，也许对于您的计算，您应该使用欧几里得距离（在标准 C++ 中计算它的函数称为 hypot，但我不知道您正在使用的库中的等价物）
标签： c++ simulation physics glm-math