where:
+ F: attraction force between energy 1 and energy 2 [N]
+ G2: attraction constant of the energy [N*(m^2)/(J^2)]
+ E1: energy 1 [J]
+ E2: energy 2 [J]
+ r: distance between energy 1 and energy 2 [m]
+ G: gravitational constant [N*(m^2)/(kg^2)]
+ c: speed of light [m/s]
Saturday, October 19, 2013
Saturday, September 28, 2013
Trip scheme of Apollo 11 mission
"Un cohete Saturno 5 coloca en órbita terrestre la nave Apolo (16 julio 1969). Después de dar varias vueltas alrededor de la Tierra, la nave es transferida a una órbita lunar por la tercera fase del cohete."
Source: National Geographic DVD "Destino, el espacio".
Sunday, September 01, 2013
Presión en baja estratosfera (11-20 km)
Fuente: Sebastián Franchini y Óscar López García. "Introducción a la Ingeniería Aeroespacial". Garceta, 2012.
Presión en troposfera (0-11 km)
Fuente: Sebastián Franchini y Óscar López García. "Introducción a la Ingeniería Aeroespacial". Garceta, 2012.
Friday, August 16, 2013
multistage2.c
//#define AA 46.5975 // aceleración soportada por los astronautas 4.75*g (letal en pocos segundos)
#define AA 44.145 // aceleración soportada por los astronautas 4.5*g (letal en pocos segundos)
#define SPECIFIC_IMPULSE_F1 265.4
#define SPECIFIC_IMPULSE_J2 426.0
#define SPECIFIC_IMPULSE_SPACECRAFT 452.0 // inventado por el momento (se ha buscado el valor más alto posible)
#define EV_F1 (SPECIFIC_IMPULSE_F1*9.81)
#define EV_J2 (SPECIFIC_IMPULSE_J2*9.81)
#define EV_XX (SPECIFIC_IMPULSE_SPACECRAFT*9.81)
#define THRUST_F1 6.7725E6
#define THRUST_J2 1033.5E3
#define POUND2KG 0.45359
#define MC (6484070.0*POUND2KG) // masa del cohete Saturn V (misión Apollo 11)
#define S_IC_STAGE_EXPENDABLES (4739320.0*POUND2KG)
#define FIRST_STAGE_INERT_WEIGHT ((288750.0+11465.0)*POUND2KG)
#define S_II_STAGE_EXPENDABLES (980510.0*POUND2KG)
#define SECOND_STAGE_INERT_WEIGHT ((79920.0+8080.0)*POUND2KG)
#define S_IVB_STAGE_EXPENDABLES (237155.0*POUND2KG)
#define THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT ((25000.0+4305.0)*POUND2KG)
#define SPACECRAFT_EXPENDABLES ((23680.0+40605.0)*POUND2KG)
#define SPACECRAFT_INERT_WEIGHT ((4045.0+9520.0+10555.0+12250.0+8910.0)*POUND2KG)
#define DT 0.001 // incremento de tiempo por iteración de cálculo 0.001 segundos
#define MT 5.97E24 // masa de la Tierra
#define RT 6.379E6 // radio de la Tierra
#define ML 7.35E22 // masa de la Luna
#define RL 1.739E6 // radio de la Luna
#define DTL 356400.0E3 // distancia Tierra-Luna (entre los centros de masas)
#define GG 6.67259E-11 // constante de gravitación universal
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char **argv) {
double mm; // masa restante del cohete
double mg; // masa de gas expulsada en iteración
double mc; // masa de combustible consumido en la etapa
double mi; // masa inerte en la etapa
double ee; // empuje del cohete
double ff; // fuerza sobre el cohete
double aa; // aceleración del cohete
double vvi; // velocidad inicial del cohete
double vvf; // velocidad final del cohete
double rri; // posición inicial del cohete
double rrf; // posición final del cohete
double tt; // tiempo
double rr2; // posición donde se anulan las fuerzas
double vescape; // velocidad de escape
double EV; // "exhaust velocity" de los gases
int etapa;
rr2 = (DTL*(MT-sqrt(MT*ML)))/(MT-ML);
tt = 0.0;
mm = MC;
mc = 0.0;
vvi = 0.0;
rri = RT;
etapa = 1;
EV = EV_F1;
mi = FIRST_STAGE_INERT_WEIGHT + SECOND_STAGE_INERT_WEIGHT + THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT + SPACECRAFT_INERT_WEIGHT;
do {
mg = (DT*mm*AA)/(EV+DT*AA);
mm = mm - mg;
mc = mc + mg;
ee = mg*EV/DT;
ff = ee + GG*(mm*ML)/pow(DTL-rri,2.0) - GG*(mm*MT)/pow(rri,2.0);
aa = ff/mm;
vvf = aa*DT + vvi;
rrf = aa*pow(DT,2.0)/2.0 + vvi*DT + rri;
vescape = sqrt(2.0*GG*(MT*(1.0/rrf - 1.0/rr2) + ML*(1.0/(DTL-rrf) - 1.0/(DTL-rr2)))); // MAL
tt = tt + DT;
printf("Etapa : %d\n", etapa);
printf("Tiempo : %g [s]\n", tt);
printf("Velocidad de salida de los gases respecto al cohete : %g [m/s]\n", EV);
printf("Masa de gas expulsada por segundo : %g [kg/s]\n", mg/DT);
printf("Masa restante del cohete : %g [kg]\n", mm);
printf("Masa restante del cohete (porcentaje) : %g [%%]\n", mm/MC*100.0);
printf("Masa inerte del cohete en esta etapa: %g [kg]\n", mi);
if (etapa == 1) {
printf("Empuje del cohete : %g [N] (%g motores F-1)\n", ee, ee/THRUST_F1);
} else if ((etapa == 2) || (etapa == 3)) {
printf("Empuje del cohete : %g [N] (%g motores J-2)\n", ee, ee/THRUST_J2);
} else {
printf("Empuje del cohete : %g [N]\n", ee);
}
printf("Fuerza total sobre el cohete : %g [N]\n", ff);
printf("Aceleración sufrida por los astronautas : %g [m/(s^2)]\n", AA);
printf("Aceleración del cohete : %g [m/(s^2)]\n", aa);
printf("Velocidad del cohete : %g [m/s]\n", vvf);
printf("Velocidad del cohete (km/h) : %g [km/h]\n", vvf/1000.0*3600.0);
printf("Velocidad de escape : %g [m/s]\n", vescape);
printf("Velocidad de escape (km/h) : %g [km/h]\n", vescape/1000.0*3600.0);
printf("Posición del cohete : %g [m]\n", rrf);
printf("Altura del cohete sobre la superficie de la Tierra : %g [m]\n", rrf-RT);
printf("Altura del cohete sobre la superficie de la Tierra (km) : %g [km]\n", (rrf-RT)/1000.0);
printf("Distancia del cohete a la superficie de la Luna : %g [m]\n", DTL-rrf-RL);
printf("Distancia del cohete a la superficie de la Luna (km) : %g [km]\n\n", (DTL-rrf-RL)/1000.0);
switch (etapa) {
case 1:
if (mc >= S_IC_STAGE_EXPENDABLES) {
printf("AGOTADO COMBUSTIBLE DE LA PRIMERA ETAPA : %g [kg]\n", S_IC_STAGE_EXPENDABLES);
printf("APAGADOS LOS 5 MOTORES F-1 DE LA PRIMERA ETAPA\n");
mm = mm - FIRST_STAGE_INERT_WEIGHT;
mi = SECOND_STAGE_INERT_WEIGHT + THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT + SPACECRAFT_INERT_WEIGHT;
printf("LIBERADO PESO INERTE DE LA PRIMERA ETAPA : %g [kg]\n", FIRST_STAGE_INERT_WEIGHT);
printf("Masa restante del cohete : %g [kg]\n", mm);
printf("Masa restante del cohete (porcentaje) : %g [%%]\n", mm/MC*100.0);
EV = EV_J2;
printf("ENCENDIDOS LOS 5 MOTORES J-2 DE LA SEGUNDA ETAPA\n\n");
mc = 0.0;
etapa = 2;
}
break;
case 2:
if (mc >= S_II_STAGE_EXPENDABLES) {
printf("AGOTADO COMBUSTIBLE DE LA SEGUNDA ETAPA : %g [kg]\n", S_II_STAGE_EXPENDABLES);
printf("APAGADOS LOS 5 MOTORES J-2 DE LA SEGUNDA ETAPA\n");
mm = mm - SECOND_STAGE_INERT_WEIGHT;
mi = THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT + SPACECRAFT_INERT_WEIGHT;
printf("LIBERADO PESO INERTE DE LA SEGUNDA ETAPA : %g [kg]\n", SECOND_STAGE_INERT_WEIGHT);
printf("Masa restante del cohete : %g [kg]\n", mm);
printf("Masa restante del cohete (porcentaje) : %g [%%]\n", mm/MC*100.0);
printf("ENCENDIDO EL MOTOR J-2 DE LA TERCERA ETAPA\n\n");
mc = 0.0;
etapa = 3;
}
break;
case 3:
if (mc >= S_IVB_STAGE_EXPENDABLES) {
printf("AGOTADO COMBUSTIBLE DE LA TERCERA ETAPA : %g [kg]\n", S_IVB_STAGE_EXPENDABLES);
return 1;
printf("APAGADO EL MOTOR J-2 DE LA TERCERA ETAPA\n");
mm = mm - THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT;
mi = SPACECRAFT_INERT_WEIGHT;
printf("LIBERADO PESO INERTE DE LA TERCERA ETAPA : %g [kg]\n", THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT);
printf("Masa restante del cohete : %g [kg]\n", mm);
printf("Masa restante del cohete (porcentaje) : %g [%%]\n", mm/MC*100.0);
EV = EV_XX;
printf("ENCENDIDO EL MOTOR DE LA CUARTA ETAPA (ASTRONAVE)\n");
printf("¡¡¡USANDO COMBUSTIBLE NECESARIO PARA EL VIAJE DE RETORNO!!!\n\n");
mc = 0.0;
etapa = 4;
}
break;
case 4:
if (mc >= SPACECRAFT_EXPENDABLES) {
printf("AGOTADO COMBUSTIBLE DE LA CUARTA ETAPA (ASTRONAVE) : %g [kg]\n", SPACECRAFT_EXPENDABLES);
printf("APAGADO EL MOTOR DE LA CUARTA ETAPA (ASTRONAVE)\n\n");
etapa = 5;
}
} // switch
vvi = vvf;
rri = rrf;
} while ((vvf < vescape) && (etapa != 5));
if (vvf >= vescape) {
printf("ALCANZADA VELOCIDAD DE ESCAPE\n\n");
}
return 0;
}
Etapa : 3
Tiempo : 279.229 [s]
Velocidad de salida de los gases respecto al cohete : 4179.06 [m/s]
Masa de gas expulsada por segundo : 665.373 [kg/s]
Masa restante del cohete : 62988.6 [kg]
Masa restante del cohete (porcentaje) : 2.14166 [%]
Masa inerte del cohete en esta etapa: 33831 [kg]
Empuje del cohete : 2.78063e+006 [N] (2.6905 motores J-2)
Fuerza total sobre el cohete : 2.36204e+006 [N]
Aceleración sufrida por los astronautas : 44.145 [m/(s^2)]
Aceleración del cohete : 37.4994 [m/(s^2)]
Velocidad del cohete : 9918.18 [m/s]
Velocidad del cohete (km/h) : 35705.4 [km/h]
Velocidad de escape : 10008.6 [m/s] MAL
Velocidad de escape (km/h) : 36031.1 [km/h]
Posición del cohete : 7.74225e+006 [m]
Altura del cohete sobre la superficie de la Tierra : 1.36325e+006 [m]
Altura del cohete sobre la superficie de la Tierra (km) : 1363.25 [km]
Distancia del cohete a la superficie de la Luna : 3.46919e+008 [m]
Distancia del cohete a la superficie de la Luna (km) : 346919 [km]
AGOTADO COMBUSTIBLE DE LA TERCERA ETAPA : 107571 [kg]
LA EXPRESIÓN DE LA VELOCIDAD DE ESCAPE ESTÁ MAL.
TAMPOCO SE PUEDE DESPRECIAR EL EFECTO DEL SOL.
#define AA 44.145 // aceleración soportada por los astronautas 4.5*g (letal en pocos segundos)
#define SPECIFIC_IMPULSE_F1 265.4
#define SPECIFIC_IMPULSE_J2 426.0
#define SPECIFIC_IMPULSE_SPACECRAFT 452.0 // inventado por el momento (se ha buscado el valor más alto posible)
#define EV_F1 (SPECIFIC_IMPULSE_F1*9.81)
#define EV_J2 (SPECIFIC_IMPULSE_J2*9.81)
#define EV_XX (SPECIFIC_IMPULSE_SPACECRAFT*9.81)
#define THRUST_F1 6.7725E6
#define THRUST_J2 1033.5E3
#define POUND2KG 0.45359
#define MC (6484070.0*POUND2KG) // masa del cohete Saturn V (misión Apollo 11)
#define S_IC_STAGE_EXPENDABLES (4739320.0*POUND2KG)
#define FIRST_STAGE_INERT_WEIGHT ((288750.0+11465.0)*POUND2KG)
#define S_II_STAGE_EXPENDABLES (980510.0*POUND2KG)
#define SECOND_STAGE_INERT_WEIGHT ((79920.0+8080.0)*POUND2KG)
#define S_IVB_STAGE_EXPENDABLES (237155.0*POUND2KG)
#define THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT ((25000.0+4305.0)*POUND2KG)
#define SPACECRAFT_EXPENDABLES ((23680.0+40605.0)*POUND2KG)
#define SPACECRAFT_INERT_WEIGHT ((4045.0+9520.0+10555.0+12250.0+8910.0)*POUND2KG)
#define DT 0.001 // incremento de tiempo por iteración de cálculo 0.001 segundos
#define MT 5.97E24 // masa de la Tierra
#define RT 6.379E6 // radio de la Tierra
#define ML 7.35E22 // masa de la Luna
#define RL 1.739E6 // radio de la Luna
#define DTL 356400.0E3 // distancia Tierra-Luna (entre los centros de masas)
#define GG 6.67259E-11 // constante de gravitación universal
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char **argv) {
double mm; // masa restante del cohete
double mg; // masa de gas expulsada en iteración
double mc; // masa de combustible consumido en la etapa
double mi; // masa inerte en la etapa
double ee; // empuje del cohete
double ff; // fuerza sobre el cohete
double aa; // aceleración del cohete
double vvi; // velocidad inicial del cohete
double vvf; // velocidad final del cohete
double rri; // posición inicial del cohete
double rrf; // posición final del cohete
double tt; // tiempo
double rr2; // posición donde se anulan las fuerzas
double vescape; // velocidad de escape
double EV; // "exhaust velocity" de los gases
int etapa;
rr2 = (DTL*(MT-sqrt(MT*ML)))/(MT-ML);
tt = 0.0;
mm = MC;
mc = 0.0;
vvi = 0.0;
rri = RT;
etapa = 1;
EV = EV_F1;
mi = FIRST_STAGE_INERT_WEIGHT + SECOND_STAGE_INERT_WEIGHT + THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT + SPACECRAFT_INERT_WEIGHT;
do {
mg = (DT*mm*AA)/(EV+DT*AA);
mm = mm - mg;
mc = mc + mg;
ee = mg*EV/DT;
ff = ee + GG*(mm*ML)/pow(DTL-rri,2.0) - GG*(mm*MT)/pow(rri,2.0);
aa = ff/mm;
vvf = aa*DT + vvi;
rrf = aa*pow(DT,2.0)/2.0 + vvi*DT + rri;
vescape = sqrt(2.0*GG*(MT*(1.0/rrf - 1.0/rr2) + ML*(1.0/(DTL-rrf) - 1.0/(DTL-rr2)))); // MAL
tt = tt + DT;
printf("Etapa : %d\n", etapa);
printf("Tiempo : %g [s]\n", tt);
printf("Velocidad de salida de los gases respecto al cohete : %g [m/s]\n", EV);
printf("Masa de gas expulsada por segundo : %g [kg/s]\n", mg/DT);
printf("Masa restante del cohete : %g [kg]\n", mm);
printf("Masa restante del cohete (porcentaje) : %g [%%]\n", mm/MC*100.0);
printf("Masa inerte del cohete en esta etapa: %g [kg]\n", mi);
if (etapa == 1) {
printf("Empuje del cohete : %g [N] (%g motores F-1)\n", ee, ee/THRUST_F1);
} else if ((etapa == 2) || (etapa == 3)) {
printf("Empuje del cohete : %g [N] (%g motores J-2)\n", ee, ee/THRUST_J2);
} else {
printf("Empuje del cohete : %g [N]\n", ee);
}
printf("Fuerza total sobre el cohete : %g [N]\n", ff);
printf("Aceleración sufrida por los astronautas : %g [m/(s^2)]\n", AA);
printf("Aceleración del cohete : %g [m/(s^2)]\n", aa);
printf("Velocidad del cohete : %g [m/s]\n", vvf);
printf("Velocidad del cohete (km/h) : %g [km/h]\n", vvf/1000.0*3600.0);
printf("Velocidad de escape : %g [m/s]\n", vescape);
printf("Velocidad de escape (km/h) : %g [km/h]\n", vescape/1000.0*3600.0);
printf("Posición del cohete : %g [m]\n", rrf);
printf("Altura del cohete sobre la superficie de la Tierra : %g [m]\n", rrf-RT);
printf("Altura del cohete sobre la superficie de la Tierra (km) : %g [km]\n", (rrf-RT)/1000.0);
printf("Distancia del cohete a la superficie de la Luna : %g [m]\n", DTL-rrf-RL);
printf("Distancia del cohete a la superficie de la Luna (km) : %g [km]\n\n", (DTL-rrf-RL)/1000.0);
switch (etapa) {
case 1:
if (mc >= S_IC_STAGE_EXPENDABLES) {
printf("AGOTADO COMBUSTIBLE DE LA PRIMERA ETAPA : %g [kg]\n", S_IC_STAGE_EXPENDABLES);
printf("APAGADOS LOS 5 MOTORES F-1 DE LA PRIMERA ETAPA\n");
mm = mm - FIRST_STAGE_INERT_WEIGHT;
mi = SECOND_STAGE_INERT_WEIGHT + THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT + SPACECRAFT_INERT_WEIGHT;
printf("LIBERADO PESO INERTE DE LA PRIMERA ETAPA : %g [kg]\n", FIRST_STAGE_INERT_WEIGHT);
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EV = EV_J2;
printf("ENCENDIDOS LOS 5 MOTORES J-2 DE LA SEGUNDA ETAPA\n\n");
mc = 0.0;
etapa = 2;
}
break;
case 2:
if (mc >= S_II_STAGE_EXPENDABLES) {
printf("AGOTADO COMBUSTIBLE DE LA SEGUNDA ETAPA : %g [kg]\n", S_II_STAGE_EXPENDABLES);
printf("APAGADOS LOS 5 MOTORES J-2 DE LA SEGUNDA ETAPA\n");
mm = mm - SECOND_STAGE_INERT_WEIGHT;
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printf("ENCENDIDO EL MOTOR J-2 DE LA TERCERA ETAPA\n\n");
mc = 0.0;
etapa = 3;
}
break;
case 3:
if (mc >= S_IVB_STAGE_EXPENDABLES) {
printf("AGOTADO COMBUSTIBLE DE LA TERCERA ETAPA : %g [kg]\n", S_IVB_STAGE_EXPENDABLES);
return 1;
printf("APAGADO EL MOTOR J-2 DE LA TERCERA ETAPA\n");
mm = mm - THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT;
mi = SPACECRAFT_INERT_WEIGHT;
printf("LIBERADO PESO INERTE DE LA TERCERA ETAPA : %g [kg]\n", THIRD_STAGE_INERT_WEIGHT);
printf("Masa restante del cohete : %g [kg]\n", mm);
printf("Masa restante del cohete (porcentaje) : %g [%%]\n", mm/MC*100.0);
EV = EV_XX;
printf("ENCENDIDO EL MOTOR DE LA CUARTA ETAPA (ASTRONAVE)\n");
printf("¡¡¡USANDO COMBUSTIBLE NECESARIO PARA EL VIAJE DE RETORNO!!!\n\n");
mc = 0.0;
etapa = 4;
}
break;
case 4:
if (mc >= SPACECRAFT_EXPENDABLES) {
printf("AGOTADO COMBUSTIBLE DE LA CUARTA ETAPA (ASTRONAVE) : %g [kg]\n", SPACECRAFT_EXPENDABLES);
printf("APAGADO EL MOTOR DE LA CUARTA ETAPA (ASTRONAVE)\n\n");
etapa = 5;
}
} // switch
vvi = vvf;
rri = rrf;
} while ((vvf < vescape) && (etapa != 5));
if (vvf >= vescape) {
printf("ALCANZADA VELOCIDAD DE ESCAPE\n\n");
}
return 0;
}
Etapa : 3
Tiempo : 279.229 [s]
Velocidad de salida de los gases respecto al cohete : 4179.06 [m/s]
Masa de gas expulsada por segundo : 665.373 [kg/s]
Masa restante del cohete : 62988.6 [kg]
Masa restante del cohete (porcentaje) : 2.14166 [%]
Masa inerte del cohete en esta etapa: 33831 [kg]
Empuje del cohete : 2.78063e+006 [N] (2.6905 motores J-2)
Fuerza total sobre el cohete : 2.36204e+006 [N]
Aceleración sufrida por los astronautas : 44.145 [m/(s^2)]
Aceleración del cohete : 37.4994 [m/(s^2)]
Velocidad del cohete : 9918.18 [m/s]
Velocidad del cohete (km/h) : 35705.4 [km/h]
Velocidad de escape : 10008.6 [m/s] MAL
Velocidad de escape (km/h) : 36031.1 [km/h]
Posición del cohete : 7.74225e+006 [m]
Altura del cohete sobre la superficie de la Tierra : 1.36325e+006 [m]
Altura del cohete sobre la superficie de la Tierra (km) : 1363.25 [km]
Distancia del cohete a la superficie de la Luna : 3.46919e+008 [m]
Distancia del cohete a la superficie de la Luna (km) : 346919 [km]
AGOTADO COMBUSTIBLE DE LA TERCERA ETAPA : 107571 [kg]
LA EXPRESIÓN DE LA VELOCIDAD DE ESCAPE ESTÁ MAL.
TAMPOCO SE PUEDE DESPRECIAR EL EFECTO DEL SOL.
Friday, June 07, 2013
Saturday, April 06, 2013
Potenciales electrodinámicos
// Carga del electrón
#define qe -1.602176487e-19
// Masa del electrón
#define me 9.10938215e-31
// Permitividad del vacío
#define ep0 8.841941281e-12
// Permeabilidad del vacío
#define mu0 1.256637062e-6
// Constante Pi
#define Pi 3.141592654
// Número de cargas
#define N 5
// Incremento de posición para las derivadas parciales
#define hh 1.0e-13
// Tiempo entre marcos
#define dd 4.0e-19
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <GL/glut.h>
typedef struct {
double xx;
double yy;
double zz;
} vector;
int ancho; // ancho de la ventana gráfica
int alto; // alto de la ventana gráfica
double arista = 0.5e-9; // arista del cubo donde están las cargas
double pvcubo = 0.5e-9; // distancia del punto de vista al cubo
vector vcentro; // posición central del cubo
double qq[N] = { qe, -qe, qe, -qe, qe }; // cargas de las N cargas
double mq[N] = { me, me, me, me, me }; // masas de las N cargas
vector rq[N][4]; // posiciones de las N cargas en instantes de tiempo tt, (tt-dd), (tt-2*dd) y (tt-3*dd)
double tt = 0.0; // tiempo
void manejarTeclado(unsigned char tecla, int xx, int yy);
void reformar(int width, int height);
void exhibir(void);
int pintarEscena();
int actualizarPosiciones();
void printString(char *ltexto);
vector fVector(double xx, double yy, double zz);
vector vsum(vector v1, vector v2);
vector vres(vector v1, vector v2);
vector vepv(double ee, vector vv);
double vmod(vector vv);
vector vprv(vector v1, vector v2);
void imprimeV(char *etiqueta, vector vv);
vector AA(vector rr, double qq, vector rq, vector vq);
double Fi(vector rr, double qq, vector rq);
vector fAA(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]);
double fFi(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]);
vector fAA2(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]);
int main(int argc, char **argv) {
int i;
int j;
double rx;
double ry;
double rz;
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
glutInitWindowSize(300, 300);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutCreateWindow(argv[0]);
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
glShadeModel(GL_SMOOTH);
glEnable(GL_LIGHTING);
glEnable(GL_LIGHT0);
glEnable(GL_CULL_FACE);
glCullFace(GL_BACK);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
vcentro= fVector(0.0, 0.0, 0.0);
srand( (unsigned)time( NULL ) );
// Posiciones iniciales aleatorias de las cargas en cubo central de lado arista/2
for(i=0; i<N; i++) {
rx = arista/2.0*((double)rand()/(double)RAND_MAX)-arista/4.0;
ry = arista/2.0*((double)rand()/(double)RAND_MAX)-arista/4.0;
rz = arista/2.0*((double)rand()/(double)RAND_MAX)-arista/4.0;
for(j=0; j<4; j++) {
rq[i][j] = fVector(rx, ry, rz);
}
}
glutKeyboardFunc(manejarTeclado); // registro función atiende evento teclado
glutReshapeFunc(reformar); // registro función atiende evento volver a formar
glutDisplayFunc(exhibir); // registro función atiende evento frame
glutMainLoop();
return 0;
}
void manejarTeclado(unsigned char tecla, int xx, int yy) {
switch(tecla) {
case 27:
exit(0);
break;
case '+':
pvcubo = pvcubo + arista / 100.0;
break;
case '-':
pvcubo = pvcubo - arista / 100.0;
}
reformar(ancho, alto);
}
void reformar(int width, int height) {
double beta; // campo de visión
ancho = width;
alto = height;
glViewport(0, 0, width, height); // dimensiones área rectangular visualización
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
beta = (360.0 / Pi) * atan(arista / (2.0 * pvcubo));
// defino perspectiva de la cámara
gluPerspective(beta, (GLfloat)width/(GLfloat)height, pvcubo, pvcubo + arista);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
// defino posición y orientación de la cámara respecto al centro del cubo
// gluLookAt(punto de vista; punto de referencia; vector arriba)
gluLookAt(vcentro.xx, vcentro.yy, vcentro.zz + pvcubo + arista / 2.0, vcentro.xx, vcentro.yy, vcentro.zz, 0.0, 1.0, 0.0);
}
void exhibir(void) {
// borrar buffer de imagen
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
if (!pintarEscena()) {
fprintf(stderr, "Error en pintarEscena\n");
exit(1);
}
// intercambiar buffers de imagen
glutSwapBuffers();
if (!actualizarPosiciones()) {
fprintf(stderr, "Error en actualizarPosiciones\n");
exit(1);
}
glutPostRedisplay(); // provoco evento frame
}
int pintarEscena() {
int i;
char etiqueta[256];
char lineatexto[256];
// Pinto fronteras
glPushMatrix();
glTranslatef(vcentro.xx, vcentro.yy, vcentro.zz);
glColor4f(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
glutWireCube(arista - arista / 1000.0);
glPopMatrix();
// Muestro cargas
fprintf(stdout, "t = %g\n", tt);
for(i=0; i<N; i++) {
sprintf(etiqueta, "vrr_q%d =", i);
imprimeV(etiqueta, rq[i][0]);
glPushMatrix();
glTranslatef(rq[i][0].xx, rq[i][0].yy, rq[i][0].zz);
glColor4f(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
glutWireSphere(arista/100.0, 10, 10);
glPopMatrix();
glBegin(GL_LINES);
glVertex3d(+arista/2.0, rq[i][0].yy, rq[i][0].zz);
glVertex3d(rq[i][0].xx, rq[i][0].yy, rq[i][0].zz);
glVertex3d(rq[i][0].xx, +arista/2.0, rq[i][0].zz);
glVertex3d(rq[i][0].xx, rq[i][0].yy, rq[i][0].zz);
glVertex3d(rq[i][0].xx, rq[i][0].yy, +arista/2.0);
glVertex3d(rq[i][0].xx, rq[i][0].yy, rq[i][0].zz);
glEnd();
}
fprintf(stdout, "\n");
// Pinto línea de texto
sprintf(lineatexto, "t = %g", tt);
printString(lineatexto);
return 1;
}
int actualizarPosiciones() {
int i;
int j;
double rx;
double ry;
double rz;
double BBx;
double BBy;
double BBz;
double EEx;
double EEy;
double EEz;
vector BBi; // campo B
vector EEi; // campo E
vector FF; // fuerza
vector vqi;
vector aa; // aceleración
// ACTUALIZO LAS POSICIONES DE LAS CARGAS
// Desplazo posiciones en el array
for(i=0; i<N; i++) {
rq[i][3] = rq[i][2];
rq[i][2] = rq[i][1];
rq[i][1] = rq[i][0];
}
// Calculo últimas posiciones rq[i][0]
for(i=0; i<N; i++) { // recorre cargas
// Calculo B y E sobre carga i
BBx = ((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy+hh, rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz)/hh)-((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz+hh, i, qq, rq).yy-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).yy)/hh);
BBy = ((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz+hh, i, qq, rq).xx-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).xx)/hh)-((fAA(rq[i][1].xx+hh, rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz)/hh);
BBz = ((fAA(rq[i][1].xx+hh, rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).yy-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).yy)/hh)-((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy+hh, rq[i][1].zz , i, qq, rq).xx-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).xx)/hh);
EEx = ((fFi(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq)-fFi(rq[i][1].xx+hh, rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq))/hh)-((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).xx-fAA2(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).xx)/dd);
EEy = ((fFi(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq)-fFi(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy+hh, rq[i][1].zz , i, qq, rq))/hh)-((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).yy-fAA2(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).yy)/dd);
EEz = ((fFi(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq)-fFi(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz+hh, i, qq, rq))/hh)-((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz-fAA2(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz)/dd);
BBi = fVector(BBx, BBy, BBz);
EEi = fVector(EEx, EEy, EEz );
// Calculo F sobre carga i
vqi = vepv(1.0/dd, vres(rq[i][1], rq[i][2]));
FF = vepv(qq[i], vsum(EEi, vprv(vqi, BBi))); // Fuerza de Lorentz
// Calculo aceleración y nueva posición de la carga i
aa = vepv(1.0/mq[i] , FF); // a = F/m
rq[i][0] = vsum(vsum(vepv(pow(dd, 2.0)/2.0, aa), vepv(dd, vqi)), rq[i][1]); // rf = a*t^2/2 + vi*t + ri
} // for
tt = tt + dd;
return 1;
}
void printString(char *ltexto) {
int longitud = strlen(ltexto);
int i;
GLboolean lit = glIsEnabled(GL_LIGHTING);
glDisable(GL_LIGHTING);
glColor4f(1.0, 1.0 , 1.0, 1.0);
glRasterPos3f(vcentro.xx - arista / 2.0 + arista / 100.0, vcentro.yy - arista / 2.0 + arista / 100.0, vcentro.zz + arista / 2.0 - arista / 100.0);
i = 0;
while (i < longitud) {
glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_8_BY_13, ltexto[i]);
i++;
}
if (lit) {
glEnable(GL_LIGHTING);
}
}
// Crea vector a partir de sus componentes
vector fVector(double xx, double yy, double zz) {
vector vv;
vv.xx = xx;
vv.yy = yy;
vv.zz = zz;
return vv;
}
// Suma vectores; v1+v2
vector vsum(vector v1, vector v2) {
vector res;
res.xx = v1.xx + v2.xx;
res.yy = v1.yy + v2.yy;
res.zz = v1.zz + v2.zz;
return res;
}
// Resta vectores; v1-v2
vector vres(vector v1, vector v2) {
vector res;
res.xx = v1.xx - v2.xx;
res.yy = v1.yy - v2.yy;
res.zz = v1.zz - v2.zz;
return res;
}
// Multiplica escalar por vector
vector vepv(double ee, vector vv) {
vector res;
res.xx = ee * vv.xx;
res.yy = ee * vv.yy;
res.zz = ee * vv.zz;
return res;
}
// Módulo de vector
double vmod(vector vv) {
return sqrt(pow(vv.xx, 2.0) + pow(vv.yy, 2.0) + pow(vv.zz, 2.0));
}
// Producto vectorial v1 x v2
vector vprv(vector v1, vector v2) {
vector res;
res.xx = v1.yy * v2.zz - v1.zz * v2.yy;
res.yy = v1.zz * v2.xx - v1.xx * v2.zz;
res.zz = v1.xx * v2.yy - v1.yy * v2.xx;
return res;
}
// Imprime vector
void imprimeV(char *etiqueta, vector vv) {
fprintf(stdout, "%s <%g,%g,%g>\n", etiqueta, vv.xx, vv.yy, vv.zz);
}
// Potencial vector magnético electrodinámico A
vector AA(vector rr, double qq, vector rq, vector vq) {
return vepv(mu0/(4.0*Pi)*qq/vmod(vres(rr,rq)),vq);
}
// Potencial escalar electrodinámico Fi
double Fi(vector rr, double qq, vector rq) {
return (1.0/(4.0*Pi*ep0)*qq/vmod(vres(rr,rq)));
}
// Potencial vector magnético electrodinámico A total sobre carga i en último instante
vector fAA(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]) {
vector rr;
vector AAi;
vector vqj;
int j;
rr = fVector(xx, yy, zz);
AAi = fVector(0.0, 0.0, 0.0);
// Acumulo alfa
for(j=0; j<N; j++) { // recorre cargas
if (i != j) {
vqj = vepv(1.0/dd,vres(rq[j][1],rq[j][2]));
AAi = vsum(AAi, AA(rr, qq[j], rq[j][1], vqj));
}
}
return AAi;
}
// Potencial escalar electrodinámico Fi total sobre carga i en último instante
double fFi(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]) {
vector rr;
double Fii;
int j;
rr = fVector(xx, yy, zz);
Fii = 0.0;
// Acumulo fi
for(j=0; j<N; j++) { // recorre cargas
if (i != j) {
Fii = Fii + Fi(rr, qq[j], rq[j][1]);
}
}
return Fii;
}
// Potencial vector magnético electrodinámico A total sobre carga i en instante anterior al último
vector fAA2(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]) {
vector rr;
vector AAi;
vector vqj;
int j;
rr = fVector(xx, yy, zz);
AAi = fVector(0.0, 0.0, 0.0);
// Acumulo alfa
for(j=0; j<N; j++) { // recorre cargas
if (i != j) {
vqj = vepv(1.0/dd,vres(rq[j][2],rq[j][3]));
AAi = vsum(AAi, AA(rr, qq[j], rq[j][2], vqj));
}
}
return AAi;
}
#define qe -1.602176487e-19
// Masa del electrón
#define me 9.10938215e-31
// Permitividad del vacío
#define ep0 8.841941281e-12
// Permeabilidad del vacío
#define mu0 1.256637062e-6
// Constante Pi
#define Pi 3.141592654
// Número de cargas
#define N 5
// Incremento de posición para las derivadas parciales
#define hh 1.0e-13
// Tiempo entre marcos
#define dd 4.0e-19
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <GL/glut.h>
typedef struct {
double xx;
double yy;
double zz;
} vector;
int ancho; // ancho de la ventana gráfica
int alto; // alto de la ventana gráfica
double arista = 0.5e-9; // arista del cubo donde están las cargas
double pvcubo = 0.5e-9; // distancia del punto de vista al cubo
vector vcentro; // posición central del cubo
double qq[N] = { qe, -qe, qe, -qe, qe }; // cargas de las N cargas
double mq[N] = { me, me, me, me, me }; // masas de las N cargas
vector rq[N][4]; // posiciones de las N cargas en instantes de tiempo tt, (tt-dd), (tt-2*dd) y (tt-3*dd)
double tt = 0.0; // tiempo
void manejarTeclado(unsigned char tecla, int xx, int yy);
void reformar(int width, int height);
void exhibir(void);
int pintarEscena();
int actualizarPosiciones();
void printString(char *ltexto);
vector fVector(double xx, double yy, double zz);
vector vsum(vector v1, vector v2);
vector vres(vector v1, vector v2);
vector vepv(double ee, vector vv);
double vmod(vector vv);
vector vprv(vector v1, vector v2);
void imprimeV(char *etiqueta, vector vv);
vector AA(vector rr, double qq, vector rq, vector vq);
double Fi(vector rr, double qq, vector rq);
vector fAA(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]);
double fFi(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]);
vector fAA2(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]);
int main(int argc, char **argv) {
int i;
int j;
double rx;
double ry;
double rz;
glutInit(&argc, argv);
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);
glutInitWindowSize(300, 300);
glutInitWindowPosition(100, 100);
glutCreateWindow(argv[0]);
glClearColor(0.0, 0.0, 0.0, 0.0);
glEnable(GL_COLOR_MATERIAL);
glShadeModel(GL_SMOOTH);
glEnable(GL_LIGHTING);
glEnable(GL_LIGHT0);
glEnable(GL_CULL_FACE);
glCullFace(GL_BACK);
glEnable(GL_DEPTH_TEST);
vcentro= fVector(0.0, 0.0, 0.0);
srand( (unsigned)time( NULL ) );
// Posiciones iniciales aleatorias de las cargas en cubo central de lado arista/2
for(i=0; i<N; i++) {
rx = arista/2.0*((double)rand()/(double)RAND_MAX)-arista/4.0;
ry = arista/2.0*((double)rand()/(double)RAND_MAX)-arista/4.0;
rz = arista/2.0*((double)rand()/(double)RAND_MAX)-arista/4.0;
for(j=0; j<4; j++) {
rq[i][j] = fVector(rx, ry, rz);
}
}
glutKeyboardFunc(manejarTeclado); // registro función atiende evento teclado
glutReshapeFunc(reformar); // registro función atiende evento volver a formar
glutDisplayFunc(exhibir); // registro función atiende evento frame
glutMainLoop();
return 0;
}
void manejarTeclado(unsigned char tecla, int xx, int yy) {
switch(tecla) {
case 27:
exit(0);
break;
case '+':
pvcubo = pvcubo + arista / 100.0;
break;
case '-':
pvcubo = pvcubo - arista / 100.0;
}
reformar(ancho, alto);
}
void reformar(int width, int height) {
double beta; // campo de visión
ancho = width;
alto = height;
glViewport(0, 0, width, height); // dimensiones área rectangular visualización
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
beta = (360.0 / Pi) * atan(arista / (2.0 * pvcubo));
// defino perspectiva de la cámara
gluPerspective(beta, (GLfloat)width/(GLfloat)height, pvcubo, pvcubo + arista);
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
glLoadIdentity();
// defino posición y orientación de la cámara respecto al centro del cubo
// gluLookAt(punto de vista; punto de referencia; vector arriba)
gluLookAt(vcentro.xx, vcentro.yy, vcentro.zz + pvcubo + arista / 2.0, vcentro.xx, vcentro.yy, vcentro.zz, 0.0, 1.0, 0.0);
}
void exhibir(void) {
// borrar buffer de imagen
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
if (!pintarEscena()) {
fprintf(stderr, "Error en pintarEscena\n");
exit(1);
}
// intercambiar buffers de imagen
glutSwapBuffers();
if (!actualizarPosiciones()) {
fprintf(stderr, "Error en actualizarPosiciones\n");
exit(1);
}
glutPostRedisplay(); // provoco evento frame
}
int pintarEscena() {
int i;
char etiqueta[256];
char lineatexto[256];
// Pinto fronteras
glPushMatrix();
glTranslatef(vcentro.xx, vcentro.yy, vcentro.zz);
glColor4f(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
glutWireCube(arista - arista / 1000.0);
glPopMatrix();
// Muestro cargas
fprintf(stdout, "t = %g\n", tt);
for(i=0; i<N; i++) {
sprintf(etiqueta, "vrr_q%d =", i);
imprimeV(etiqueta, rq[i][0]);
glPushMatrix();
glTranslatef(rq[i][0].xx, rq[i][0].yy, rq[i][0].zz);
glColor4f(1.0, 1.0, 1.0, 1.0);
glutWireSphere(arista/100.0, 10, 10);
glPopMatrix();
glBegin(GL_LINES);
glVertex3d(+arista/2.0, rq[i][0].yy, rq[i][0].zz);
glVertex3d(rq[i][0].xx, rq[i][0].yy, rq[i][0].zz);
glVertex3d(rq[i][0].xx, +arista/2.0, rq[i][0].zz);
glVertex3d(rq[i][0].xx, rq[i][0].yy, rq[i][0].zz);
glVertex3d(rq[i][0].xx, rq[i][0].yy, +arista/2.0);
glVertex3d(rq[i][0].xx, rq[i][0].yy, rq[i][0].zz);
glEnd();
}
fprintf(stdout, "\n");
// Pinto línea de texto
sprintf(lineatexto, "t = %g", tt);
printString(lineatexto);
return 1;
}
int actualizarPosiciones() {
int i;
int j;
double rx;
double ry;
double rz;
double BBx;
double BBy;
double BBz;
double EEx;
double EEy;
double EEz;
vector BBi; // campo B
vector EEi; // campo E
vector FF; // fuerza
vector vqi;
vector aa; // aceleración
// ACTUALIZO LAS POSICIONES DE LAS CARGAS
// Desplazo posiciones en el array
for(i=0; i<N; i++) {
rq[i][3] = rq[i][2];
rq[i][2] = rq[i][1];
rq[i][1] = rq[i][0];
}
// Calculo últimas posiciones rq[i][0]
for(i=0; i<N; i++) { // recorre cargas
// Calculo B y E sobre carga i
BBx = ((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy+hh, rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz)/hh)-((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz+hh, i, qq, rq).yy-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).yy)/hh);
BBy = ((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz+hh, i, qq, rq).xx-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).xx)/hh)-((fAA(rq[i][1].xx+hh, rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz)/hh);
BBz = ((fAA(rq[i][1].xx+hh, rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).yy-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).yy)/hh)-((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy+hh, rq[i][1].zz , i, qq, rq).xx-fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).xx)/hh);
EEx = ((fFi(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq)-fFi(rq[i][1].xx+hh, rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq))/hh)-((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).xx-fAA2(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).xx)/dd);
EEy = ((fFi(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq)-fFi(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy+hh, rq[i][1].zz , i, qq, rq))/hh)-((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).yy-fAA2(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).yy)/dd);
EEz = ((fFi(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq)-fFi(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz+hh, i, qq, rq))/hh)-((fAA(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz-fAA2(rq[i][1].xx , rq[i][1].yy , rq[i][1].zz , i, qq, rq).zz)/dd);
BBi = fVector(BBx, BBy, BBz);
EEi = fVector(EEx, EEy, EEz );
// Calculo F sobre carga i
vqi = vepv(1.0/dd, vres(rq[i][1], rq[i][2]));
FF = vepv(qq[i], vsum(EEi, vprv(vqi, BBi))); // Fuerza de Lorentz
// Calculo aceleración y nueva posición de la carga i
aa = vepv(1.0/mq[i] , FF); // a = F/m
rq[i][0] = vsum(vsum(vepv(pow(dd, 2.0)/2.0, aa), vepv(dd, vqi)), rq[i][1]); // rf = a*t^2/2 + vi*t + ri
} // for
tt = tt + dd;
return 1;
}
void printString(char *ltexto) {
int longitud = strlen(ltexto);
int i;
GLboolean lit = glIsEnabled(GL_LIGHTING);
glDisable(GL_LIGHTING);
glColor4f(1.0, 1.0 , 1.0, 1.0);
glRasterPos3f(vcentro.xx - arista / 2.0 + arista / 100.0, vcentro.yy - arista / 2.0 + arista / 100.0, vcentro.zz + arista / 2.0 - arista / 100.0);
i = 0;
while (i < longitud) {
glutBitmapCharacter(GLUT_BITMAP_8_BY_13, ltexto[i]);
i++;
}
if (lit) {
glEnable(GL_LIGHTING);
}
}
// Crea vector a partir de sus componentes
vector fVector(double xx, double yy, double zz) {
vector vv;
vv.xx = xx;
vv.yy = yy;
vv.zz = zz;
return vv;
}
// Suma vectores; v1+v2
vector vsum(vector v1, vector v2) {
vector res;
res.xx = v1.xx + v2.xx;
res.yy = v1.yy + v2.yy;
res.zz = v1.zz + v2.zz;
return res;
}
// Resta vectores; v1-v2
vector vres(vector v1, vector v2) {
vector res;
res.xx = v1.xx - v2.xx;
res.yy = v1.yy - v2.yy;
res.zz = v1.zz - v2.zz;
return res;
}
// Multiplica escalar por vector
vector vepv(double ee, vector vv) {
vector res;
res.xx = ee * vv.xx;
res.yy = ee * vv.yy;
res.zz = ee * vv.zz;
return res;
}
// Módulo de vector
double vmod(vector vv) {
return sqrt(pow(vv.xx, 2.0) + pow(vv.yy, 2.0) + pow(vv.zz, 2.0));
}
// Producto vectorial v1 x v2
vector vprv(vector v1, vector v2) {
vector res;
res.xx = v1.yy * v2.zz - v1.zz * v2.yy;
res.yy = v1.zz * v2.xx - v1.xx * v2.zz;
res.zz = v1.xx * v2.yy - v1.yy * v2.xx;
return res;
}
// Imprime vector
void imprimeV(char *etiqueta, vector vv) {
fprintf(stdout, "%s <%g,%g,%g>\n", etiqueta, vv.xx, vv.yy, vv.zz);
}
// Potencial vector magnético electrodinámico A
vector AA(vector rr, double qq, vector rq, vector vq) {
return vepv(mu0/(4.0*Pi)*qq/vmod(vres(rr,rq)),vq);
}
// Potencial escalar electrodinámico Fi
double Fi(vector rr, double qq, vector rq) {
return (1.0/(4.0*Pi*ep0)*qq/vmod(vres(rr,rq)));
}
// Potencial vector magnético electrodinámico A total sobre carga i en último instante
vector fAA(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]) {
vector rr;
vector AAi;
vector vqj;
int j;
rr = fVector(xx, yy, zz);
AAi = fVector(0.0, 0.0, 0.0);
// Acumulo alfa
for(j=0; j<N; j++) { // recorre cargas
if (i != j) {
vqj = vepv(1.0/dd,vres(rq[j][1],rq[j][2]));
AAi = vsum(AAi, AA(rr, qq[j], rq[j][1], vqj));
}
}
return AAi;
}
// Potencial escalar electrodinámico Fi total sobre carga i en último instante
double fFi(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]) {
vector rr;
double Fii;
int j;
rr = fVector(xx, yy, zz);
Fii = 0.0;
// Acumulo fi
for(j=0; j<N; j++) { // recorre cargas
if (i != j) {
Fii = Fii + Fi(rr, qq[j], rq[j][1]);
}
}
return Fii;
}
// Potencial vector magnético electrodinámico A total sobre carga i en instante anterior al último
vector fAA2(double xx, double yy, double zz, int i, double qq[N], vector rq[N][4]) {
vector rr;
vector AAi;
vector vqj;
int j;
rr = fVector(xx, yy, zz);
AAi = fVector(0.0, 0.0, 0.0);
// Acumulo alfa
for(j=0; j<N; j++) { // recorre cargas
if (i != j) {
vqj = vepv(1.0/dd,vres(rq[j][2],rq[j][3]));
AAi = vsum(AAi, AA(rr, qq[j], rq[j][2], vqj));
}
}
return AAi;
}
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