/*Решение с обобщения формула Брахмагупты для произвольного четырехугольника. Функция perimeter(double x[], double y[]) возвращает значение периметра, функция area(double x[], double y[]) возвращает значение площади, пример использования и реализация приведены ниже. */
#include <iostream>
#include <math.h>
double perimeter(double x[], double y[]);
double area(double x[], double y[]);
int main()
{
double x[4], y[4];
std::cout << "Quadrangle ABCD\n";
for (auto i = 0; i < 4; i++)
{
std::cout << "Input coordinates of point " << char(i + 'A') << ": ";
std::cin >> x[i] >> y[i];
}
std::cout << perimeter(x, y) << " " << area(x, y);
return 0;
}
double perimeter(double x[], double y[])
{
double a[4], p = 0;
for (auto i = 0; i < 4; i++)
{
a[i] = sqrt((x[i]-x[(i + 1) % 4]) * (x[i]-x[(i + 1) % 4]) + (y[i]-y[(i + 1) % 4]) * (y[i]-y[(i + 1) % 4]));
p += a[i];
}
return p;
}
double area(double x[], double y[])
{
double a[4], p = 0, s = 1, d[2];
for (auto i = 0; i < 4; i++)
{
a[i] = sqrt((x[i]-x[(i + 1) % 4]) * (x[i]-x[(i + 1) % 4]) + (y[i]-y[(i + 1) % 4]) * (y[i]-y[(i + 1) % 4]));
p += a[i];
}
for (auto i = 0; i < 4; i++)
{
s *= (p / 2- a[i]);
}
for (auto i = 0; i < 2; i++)
{
d[i] = sqrt((x[i]-x[i + 2]) * (x[i]-x[i + 2]) + (y[i]-y[i + 2]) * (y[i]-y[i + 2]));
}
s -= (a[0] * a[2] + a[1] * a[3] + d[0] * d[1]) * (a[0] * a[2] + a[1] * a[3] - d[0] * d[1]) / 4;
s = sqrt(s);
return s;
}
t = 2pi*sqrt(l/g)
в среде это g будет, естественно, меньше, так как на шарик действует выталкивающая сила.
найдём это g.
по 2 закону ньютона f = p-fa = pш*v*g0 - рс*v*g0=v*g0*(pш-рс)=m*g = pш*v*g
откуда g = g0*(1-pc/pш)
я использовал обозначения
g0 - стандартное ускорение свободного падения
рш - плотность шарика
рс - плотность среды
v - объём шарика.
то, что я написал, это просто закон архимеда, не более того. а закон ньютона - как скобки.
подставим в исходную формулу, получим
t = 2pi*sqrt(l/g0*(1-pc/pш))
подставим исходные данные
t = 2*pi*sqrt(0.1/g0*(1-1/1.2)) =2*pi*sqrt(6/(10*g0))=2*pi*sqrt(3/(5*g0)) = 2*3.14159*sqrt(3/(5*9.81)) = 1.556c = 1.56c
замечание1. в приближённых вычислениях часто принимают во внимание тот факт, что g = pi^2 c хорошей точностью. это значительно вычисления.
в нашем случае сразу получаем
t = 2*pi*sqrt(l/(g0*(1-1/1. = 2*sqrt(0.1*1.2/0.2) = 2*sqrt(0.6)=1.55 = 1.55c
то есть совпадение до сотых! а вычислять проще.
замечание2 это соотношение действительно только в системе си и его не сложно "доказать". нужно только вспомнить, что такое метр, когда его вводили при наполеоне.
вот вроде и всё.
хотя нет. попробуй исследовать полученную формулу. а что если плотность среды выше плотности шарика?
(подсказка - маятник перевернётся "вверх ногами").
ну и последнее. при таких плотностях среды(сравнимых с плотностью шарика) пренебрегать сопротивлением среды - рискованно, это сопротивление, как правило, большое и существенно влияет на поведение маятника.