问题描述
我正在尝试制作一个动画，其中两个磁铁（互相排斥）掉入旋转的管中。我有下降（重力）位并向下旋转，但是磁力有问题。我使用的力的等式为（磁体1的磁强度x磁体2的磁强度）/（磁体之间的距离）^ 2。基本上，力的强度随着磁体之间距离的平方而减小。目的是使磁铁彼此排斥，因为相同的磁极彼此面对。我相信我没有正确使用“ apply_force_at_local_point”命令。我尤其不确定在“ apply_force_at_local_point”命令中更新力的x和y方向
为此，您真的不需要了解很多物理知识。感谢您的提前帮助
import pymunk
import pymunk.pygame_util
import pygame
import numpy as np
GRAY = (220,220,220)
width_mass=48
height_mass=48
charges=[10000,-10000] #magnet strengths
pygame.init()
size = 800,600
screen = pygame.display.set_mode(size,pygame.FULLSCREEN)
draw_options = pymunk.pygame_util.DrawOptions(screen)
space = pymunk.Space()
space.gravity = (0,-900)
pts = [(-27,-238.5),(27,238.5),(-27,238.5)] #enpoints of the endlessly rotating rectangle
body_type=pymunk.Body(body_type=pymunk.Body.KINEMATIC)
body_type.position = (400,263.5)
space.add(body_type)
for i in range(4):
segment = pymunk.Segment(body_type,pts[i],pts[(i+1)%4],2)
space.add(segment)
body_type.angular_veLocity=1 #rotation speed
class Rectangle:
def __init__(self,rect_mass,pos,size=(80,50)):
self.body = pymunk.Body(mass=rect_mass)
self.body.position = pos
shape = pymunk.poly.create_Box(self.body,size)
shape.density = 0.1
space.add(self.body,shape)
mass_1 = Rectangle(rect_mass=1,pos=(400,473),size=(50,50))
mass_2 = Rectangle(rect_mass=1,420),50))
masses=[mass_1,mass_2]
running = True
while running:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
running = False
screen.fill(GRAY)
space.debug_draw(draw_options)
pygame.display.update()
space.step(0.01)
temp=[] #collecting the positions of all masses in one place
for mass in masses:
temp.append(mass.body.position)
if len(masses)==2:
rel_dist=np.sqrt((temp[1][1]-temp[0][1])**2+(temp[1][0]-temp[0][0])**2) #euclidean distance between magnets
mag_force=charges[0]*charges[1]/(rel_dist**2 + 0.00001) #force = magnet1*magnet2/dist of the magnets^2
masses[0].body.apply_force_at_local_point(
(mag_force*(temp[1][0]-temp[0][0]),mag_force*(temp[1][1]-temp[0][1])),(masses[0].body.position.x,masses[0].body.position.y)) #this needs to be fixed
masses[1].body.apply_force_at_local_point(
-1*(mag_force*(temp[1][0]-temp[0][0]),(masses[1].body.position.x,masses[1].body.position.y)) #this needs to be fixed
pygame.quit()
解决方法
代码有几个问题。我认为主要问题是您使用apply_force_at_local_point而不是apply_force_at_world_point。在局部上施加从身体的局部上施加力。也就是说，力和位置都应在身体局部坐标中给出。因此，例如，如果将力的位置置于（0,0），则意味着力将施加在身体的中心。请注意，也应考虑角度。
通常，在世界坐标系中更容易思考，而改用apply_force_at_world_point。从您的代码看来，这也是您的想法，因为您将力施加在身体世界的位置上。
其他一些问题：
-
您将覆盖矩形实体上的质量。本身不是问题，但您会感到困惑:) 如果设置附加到实体的形状的密度，它们将覆盖您指定的任何质量。因此，在您的代码中实际上未使用
rect_mass。而是使用您在形状上设置的密度来计算身体的质量和力矩。要查看产生的质量和力矩，只需将它们添加到空间后再打印：print(body.mass,body.moment) -
在第二个施加力中，您乘以
-1。但是，与之相乘的是一个元组，因此最终结果是一个空的元组。
-1 * (
mag_force * (temp[1][0] - temp[0][0]),mag_force * (temp[1][1] - temp[0][1]),)
相反，您可以将其包装在pymunk.Vec2d中，也可以将-1移入其中：
-1 * Vec2d(
mag_force * (temp[1][0] - temp[0][0]),)
#or
(
-1 * mag_force * (temp[1][0] - temp[0][0]),-1 * mag_force * (temp[1][1] - temp[0][1]),)
最后，当我查看您的代码时，我做了两件事来帮助我调试问题。首先是打印/绘制有问题的零件。
-
您可以为形状设置单独的颜色。这样更容易理解它们的行为。例如
shape.color = (255,255)，其中元组是RGBA元组，以使形状变为红色。 -
这对我施加作用力很有用。一种方法是执行以下操作：
f1 = (
mag_force * (temp[1][0] - temp[0][0]),)
masses[0].body.apply_force_at_world_point(
f1,(masses[0].body.position.x,masses[0].body.position.y)
)
p2 = (100,100) + pymunk.Vec2d(f1) / 10000
pygame.draw.lines(
screen,(100,0),False,[(100,100),(round(p2.x),round(p2.y))],3,)
（然后再绘制一个图形，例如（300,100））
最后，我想补充一点，pymunk.Vec2d具有进行诸如两点之间的距离之类的计算的功能（例如rel_dist = temp[0].get_distance(temp[1])）。但这更多是个人选择，自从我成为《 Pymunk》作者以来，我颇有偏见：）