ネムネコ法(笑)による斜方投射の近似計算 [ねこ騙し物理]
ネムネコ法(笑。実はただのテーラー展開)による斜方投射の近似計算
前回、連立微分方程式
を、γ=0.3、θ=π/3の場合について、オイラー法を用いて近似的に解いた。
その計算結果は、次のとおり。
この計算結果を見ると、最高到達高さHの近辺でオイラー法による計算結果と厳密解との差異が少し大きい。
そこで、オイラー法
を改良し、近似計算の精度向上を目指すことにする。
まず、u(t+Δt)を
とテーラー展開する。
微分方程式より
したがって、
と近似でき、これから次の漸化式を得る。
同様に、
これから、次の漸化式を得る。
改めて、まとめて書くと、
k=0,1,2,・・・について
が連立微分方程式(1)、(2)の数値解になる。
この方針にしたがって、先と同じ条件で計算した結果は次の通り。
近似計算の精度が劇的に向上し、良好な結果が得られていることがわかる。