为什么在施加重力时我的球速度最终会停止下降？答案

【问题标题】：Why does my balls velocity eventually stop decreasing when applying gravity?为什么在施加重力时我的球速度最终会停止下降？
【发布时间】：2019-04-10 17:37:22
【问题描述】：

当对我的球物体施加重力时，首先它会按预期运行，在下落时加速，摩擦力减半，然后反转速度。问题是最终速度似乎达到了一个点，它停止下降并且球开始在地板上轻微上下跳跃。

下面的代码代表我对球施加重力的过程。

double y        = 100;
double vel      = -10;
double gravity  = -1;
double friction = 0.5;

while(true) {
    y += vel;

    //if collides with floor
    if(y < 0) {
        y = 0;
        vel *= -1;
        vel *= friction;
    }

    else
        vel += gravity;
}

在这个特定示例中，速度最终开始从 -1.3333... 0.666... 和 -0.333... 来回反弹

我的目标是让球在地板上弹跳，每次弹跳时它的速度都会降低，直到它最终达到 0 的速度并停在地板上。

【问题讨论】：

为什么不向上移动？当球触地时，您的代码将速度乘以 -1（即反转方向）。
可能是因为它永远不会恰好在 y=0 处结束。您需要补偿您的地板可能不在您的时间步长的确切边缘这一事实。如果是这样，你就让球继续穿过它。检查y <= 0 而不是y < 0。
阅读ericlippert.com/2014/03/05/how-to-debug-small-programs 了解调试代码的技巧。
@MadPhysicist 使用<=，OP 将遇到浮点值相等比较的陌生之地。为避免这种情况，他们可以使用> 并切换if 和else 子句。
您应该设置一些阈值。想象一下你的球移动得如此缓慢，然后它通过了 y 一个单位的一小部分，但随后重力立即增加了速度，即使实际上它离地面如此之近，它也没有时间累积所有这些加速度。您应该设置条件，以便如果 y

标签： java velocity gravity

【解决方案1】：

代码中有一个问题......在某些反弹之后......球的最大高度超过了之前的最大高度。这显然违反了物理学。就像你放了一个y<0 来避免让y 走向负面一样，你应该放一个y>prevMaxY 来不允许高度超过之前的最大值。

else if(y > maxY) {
    y = maxY;
    vel *= -1;
    vel *= friction;
}

为此，您必须跟踪之前的最大高度。

此外，作为终止条件，您应该在y 上设置一个阈值，这意味着 - if max height is less than the threshold then the ball has come to rest。

不过，您的近似值/假设非常粗略。你可以考虑改进它们。

【讨论】：

【解决方案2】：

记录有助于理解奇怪的振荡。

从这个开始（大约 65 帧后到达的地方）：

vel: -1.365234375 
y: 0.26953125

下一帧，球落地，vel被翻转减半：

vel: 0.6826171875 
y: 0

接下来，球向上移动，vel 切换为负数：

vel: -0.3173828125 
y: 0.6826171875

接下来，球向下移动并且 vel 进一步减小：

vel: -1.3173828125 
y: 0.365234375

接下来，小球落地，vel被减半再次翻转：

vel: 0.65869140625 
y: 0

请注意，我们现在非常接近我们开始的地方，并且它将继续这种方式，标准化到大约 y = 1/3 和 y = 2/3。

如果你从 else 语句中移除重力的影响，并让重力影响每一帧，那么小球将归零。

p5js 中的示例：https://editor.p5js.org/bcingle/sketches/hfVbE9YJf

【讨论】：