asymptote/Mechanics-test.asy

   1 /* Test suite for Mechanics.asy.
   2  *
   3  * Copyright (C) 2008-2009 W. Trevor King <wking@drexel.edu>
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  16  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  17  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
  18  */
  19
  20 import Mechanics;
  21
  22 real u = 1cm;
  23
  24 LabeledCircle lc = LabeledCircle(center=(-2u, 1u));
  25 lc.draw();
  26 lc.label = "a";
  27 lc.center = (-2u, 0.5u);
  28 lc.draw();
  29 lc.draw_label(Label("e", align=E));
  30 lc.center = (-2u, 0);
  31 lc.label.align = W;
  32 lc.draw();
  33 lc.draw_label("b");
  34 lc.draw_label(Label("c", align=E));
  35 lc.draw_label(rotate(90)*Label("e------I", align=S));
  36 lc.draw_label(rotate(45)*Label("e------I", align=S));
  37 lc.center = (-2u, -2u);
  38 lc.radius = u/2;
  39 lc.label.align = E;
  40 lc.draw();
  41 lc.center = (-2u, -3u);
  42 lc.label.align = E;
  43 lc.draw();
  44
  45 Mass a = Mass(center=(0,0));
  46 Mass b = Mass(center=(2u,1u), Label("$m_b$", align=N));
  47 Mass c = Mass(center=(1u,-2u), Label("$m_c$", align=E));
  48 Mass ms[] = {a,b, c};
  49 Distance dab = Distance(b.center(), a.center(), scale=u,
  50     L=Label("$r_{ab}$", embed=Shift));
  51 Distance dac = Distance(a.center(), c.center(), scale=u, L="$r_{ac}$");
  52 Distance ds[] = {dab, dac};
  53 Angle bac1 = Angle(
  54     b.center(), a.center(), c.center(), radius=.7u, fill=red, L="$\theta_T'$");
  55 Angle bac2 = Angle(
  56     b.center(), a.center(), c.center(), radius=-.5u, L="$\theta_T$");
  57 Angle bac3 = Angle(
  58     b.center(), a.center(), c.center(), radius=1.5u,
  59     L=Label("$\theta_T''$", position=Relative(0.3)));
  60 Angle as[] = {bac1, bac2, bac3};
  61
  62 Vector vs[];
  63
  64 draw_ijhat((-u, u));
  65
  66 vs.push(Vector(center=(-1u,-4u), phi=90, "Out"));
  67 vs.push(Vector(center=(-1u,-5.5u), phi=-90, "In"));
  68 vs.push(Vector(center=(0, -4u), mag=1.5u, dir=-90, phi=60,
  69                Label("60dg OOP", position=EndPoint)));
  70
  71 for (int i=0; i<as.length; i+=1)
  72   as[i].draw();
  73 for (int i=0; i<ms.length; i+=1)
  74   ms[i].draw();
  75 for (int i=0; i<ds.length; i+=1)
  76   ds[i].draw();
  77 for (int i=0; i<vs.length; i+=1)
  78   vs[i].draw();
  79
  80 Pendulum p = makePendulum(pivot=(3.5u,-3u), mass=b, length=4u, angleDeg=-20,
  81                           angleL="$\rho$", stringL="r");
  82
  83 real len = abs(p.pivot.x-b.center().x);
  84 Spring s = Spring(pFrom=b.center()-(2u,0), pTo=b.center(), L="$k_1$");
  85 s.draw();
  86 s = Spring(pFrom=b.center(), pTo=(p.pivot.x, b.center().y), L="$k_2$");
  87 s.draw();
  88
  89 p.draw(drawVertical=true);
  90
  91 Surface s = Surface(pFrom=(0,-7u), pTo=(3.5u, -7u), L="Table");
  92 s.draw();
  93
  94 Vector v1 = Vector((-2u, -7u), Label("$v_1$", align=E, position=EndPoint));
  95 v1.draw();
  96 Vector v2 = Vector(v1.center, mag=10mm, dir=90, Label("$v_2$", align=W));
  97 v2.draw();
  98 Vector v3 = v1 + v2;
  99 v3.label = Label("$v_3 = v_1 + v_2$", align=E, position=EndPoint);
 100 v3.draw();
 101 Vector v4 = v1 - v2;
 102 v4.label = Label("$v_4 = v_1 - v_2$", align=S, position=EndPoint);
 103 v4.draw();
 104
 105 Vector v = Velocity();
 106 pair vfc = (5u,0);  // vector field center
 107 real vfwidth = 2u;
 108 real vfheight = 2u;
 109 real vfdv = u/3;
 110 real vfbuf = 2pt;
 111
 112 draw(shift(vfc)*xscale(vfwidth-2*vfbuf)*yscale(vfheight-2*vfbuf)
 113      *shift((-.5,-.5))*unitsquare, grey);
 114 vector_field(vfc, width=vfwidth, height=vfheight, dv=vfdv, buf=vfbuf, v=v,
 115              outline=green+dashed);
 116
 117 vfc -= (0, vfheight + u);
 118 v.dir = 90;
 119 draw(shift(vfc)*xscale(vfwidth-2*vfbuf)*yscale(vfheight-2*vfbuf)
 120      *shift((-.5,-.5))*unitsquare, grey);
 121 vector_field(vfc, width=vfwidth, height=vfheight, dv=vfdv, buf=vfbuf, v=v,
 122              outline=green+dashed);
 123
 124 vfc -= (0, vfheight + u);
 125 v.dir = -180;
 126 draw(shift(vfc)*xscale(vfwidth-2*vfbuf)*yscale(vfheight-2*vfbuf)
 127      *shift((-.5,-.5))*unitsquare, grey);
 128 vector_field(vfc, width=vfwidth, height=vfheight, dv=vfdv, buf=vfbuf, v=v,
 129              outline=green+dashed);
 130
 131 vfc += (vfwidth + u, 2*(vfheight + u));
 132 v.dir = -90;
 133 draw(shift(vfc)*xscale(vfwidth-2*vfbuf)*yscale(vfheight-2*vfbuf)
 134      *shift((-.5,-.5))*unitsquare, grey);
 135 vector_field(vfc, width=vfwidth, height=vfheight, dv=vfdv, buf=vfbuf, v=v,
 136              outline=green+dashed);
 137
 138 vfc -= (0, vfheight + u);
 139 v.dir = -10;
 140 draw(shift(vfc)*xscale(vfwidth-2*vfbuf)*yscale(vfheight-2*vfbuf)
 141      *shift((-.5,-.5))*unitsquare, grey);
 142 vector_field(vfc, width=vfwidth, height=vfheight, dv=vfdv, buf=vfbuf, v=v,
 143              outline=green+dashed);
 144
 145 vfc -= (0, vfheight + u);
 146 v.phi = 90;
 147 draw(shift(vfc)*xscale(vfwidth-2*vfbuf)*yscale(vfheight-2*vfbuf)
 148      *shift((-.5,-.5))*unitsquare, grey);
 149 vector_field(vfc, width=vfwidth, height=vfheight, dv=vfdv, buf=vfbuf, v=v,
 150              outline=green+dashed);