Método de Leapfrog: mudanças entre as edições

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Partindo da ideia que uma inclinação entre dois em uma curva é uma aproximação muito melhor da derivada no ponto médio em alguma das extremidades<ref>[https://young.physics.ucsc.edu/115/leapfrog.pdf https://young.physics.ucsc.edu/115/leapfrog.pdf] (Peter Young, Universidade da California)</ref>., e tendo as seguintes equações do movimento:
<math display="block">\begin{align}
\frac{dx}{dt} & =v\\
\frac{dv}{dt} & =a\end{align}</math>
Sendo a [[Derivada Numérica]]:
<math display="block">\begin{align}
v\left(t\right) & \approx\frac{x\left(+\Delta t\right)-x\left(t-\Delta t\right)}{2\Delta t}\\
& \approx\frac{x\left(t+\Delta t/2\right)-x\left(t-\Delta t/2\right)}{\Delta t}\end{align}</math>
Então para a equação da velocidade temos que:
<math display="block">v\left(t+\Delta t/2\right)\approx\frac{x\left(t+\Delta t\right)-x\left(t\right)}{\Delta t}</math>
Ou ainda
<math display="block">x\left(t+\Delta t\right)=x\left(t\right)+v\left(t+\Delta t/2\right)\Delta t</math>
E aplicando a mesma ideia para a aceleração:
<math display="block">a\left(t\right)\approx\frac{v\left(t+\Delta t/2\right)-v\left(t-\Delta t/2\right)}{\Delta t}</math>
Logo:
<math display="block">v\left(t+\Delta t/2\right)=a\left(t\right)\Delta t+v\left(t-\Delta t/2\right)</math>
Temos então:
<math display="block">\begin{align}
v\left(t+\Delta t/2\right) & =v\left(t-\Delta t/2\right)+a\left(t\right)\Delta t\\
x\left(t+\Delta t\right) & =x\left(t\right)+v\left(t+\Delta t/2\right)\Delta t\end{align}</math>
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= Citações =
<references />

Edição das 07h25min de 25 de fevereiro de 2022

Partindo da ideia que uma inclinação entre dois em uma curva é uma aproximação muito melhor da derivada no ponto médio em alguma das extremidades[1]., e tendo as seguintes equações do movimento:

dxdt=vdvdt=a

Sendo a Derivada Numérica:

v(t)x(+Δt)x(tΔt)2Δtx(t+Δt/2)x(tΔt/2)Δt

Então para a equação da velocidade temos que:

v(t+Δt/2)x(t+Δt)x(t)Δt

Ou ainda

x(t+Δt)=x(t)+v(t+Δt/2)Δt

E aplicando a mesma ideia para a aceleração:

a(t)v(t+Δt/2)v(tΔt/2)Δt

Logo:

v(t+Δt/2)=a(t)Δt+v(tΔt/2)

Temos então:

v(t+Δt/2)=v(tΔt/2)+a(t)Δtx(t+Δt)=x(t)+v(t+Δt/2)Δt



Citações

  1. https://young.physics.ucsc.edu/115/leapfrog.pdf (Peter Young, Universidade da California)