เข้าสู่ระบบ
WAVESPEED AI DOUBLE PENDULUM ทำงานในเบราว์เซอร์ของคุณ
100% ฟรี

ซิมูเลเตอร์ลูกตุ้มคู่ดูความโกลาหลเติบโตจากการสะกิดเพียงเล็กน้อย

ลูกตุ้มคู่แบบสดในเบราว์เซอร์: ลูกตุ้มหนึ่งแขวนอยู่ที่ปลายอีกอัน และนั่นก็พอสำหรับการเคลื่อนที่โกลาหลสุดป่วน ลากลูกตุ้มทั้งสองไปที่ใดก็ได้ กดเล่น แล้วดูรอยที่มันวาด ระบายสีตามความเร็ว
ปล่อยลูกตุ้มได้ถึง 50 อันที่เริ่มห่างกันนิดเดียวแล้วดูมันกระจายออก แข่งสองอันในโหมดผีเสื้อ ทำแผนที่ว่าจุดเริ่มไหนพลิกข้ามด้านบน และบันทึกผลเป็นคลิปวิดีโอหรือ PNG

ลูกตุ้มสูงสุด 50 อันพร้อมกันแผนที่ความโกลาหลของทุกจุดเริ่มต้นคลิป MP4 และภาพ PNG
ไม่ต้องสมัครสมาชิก ไม่ต้องอัปโหลด ไม่มีลายน้ำ

กำลังโหลดซิมูเลเตอร์…

การจำลอง ภาพ และวิดีโอถูกสร้างบนอุปกรณ์ของคุณ
ง่ายๆ เพียงสามขั้นตอน

วิธีใช้ซิมูเลเตอร์ลูกตุ้มคู่

01

เลือกจุดเริ่มต้น

เลือกฉากโกลาหล ลูกตุ้มเดี่ยว วงโคจรเกือบเป็นคาบ ฝูง หรือผีเสื้อ หรือลากลูกตุ้มทั้งสองไปมุมใดก็ได้ที่ต้องการ

02

กดเล่น

ดูการเคลื่อนที่และรอยของมัน ทำให้ช้าลงหรือเดินทีละเฟรม และเปลี่ยนความยาว มวล หรือแรงโน้มถ่วงขณะที่มันแกว่ง

03

สำรวจและส่งออก

กระจายลูกตุ้มหลายอัน เปิดแผนที่ความโกลาหล แล้วบันทึก PNG หรือส่งออกคลิป MP4 แนวตั้ง จัตุรัส หรือแนวนอน

ทำไมลูกตุ้มคู่จึงโกลาหล

ลูกตุ้มคู่เป็นไปตามกฎที่แม่นยำและกำหนดแน่นอน: จุดเริ่มต้นเดียวกันให้การเคลื่อนที่เหมือนเดิมเสมอ แต่แขนที่แกว่งทั้งสองแลกเปลี่ยนพลังงานกันตลอดผ่านพจน์ที่ขึ้นกับไซน์และโคไซน์ของมุมทั้งสองและกำลังสองของความเร็ว สมการเหล่านี้ไม่เชิงเส้น และที่พลังงานสูงพอจะไม่มีคำตอบที่ซ้ำแบบง่ายๆ

ในสภาวะโกลาหลนี้ จุดเริ่มต้นสองจุดที่ต่างกันเพียงหนึ่งในล้านองศาจะแยกจากกันเร็วแบบเอกซ์โปเนนเชียลโดยประมาณ ความต่างจึงเห็นได้ชัดภายในไม่กี่วินาที และการเคลื่อนที่ทั้งสองก็ไม่มีอะไรเหมือนกันอีกต่อไป ความไวต่อเงื่อนไขเริ่มต้นนี้ ซึ่งมักเรียกว่าปรากฏการณ์ผีเสื้อ คือสิ่งที่ทำให้การทำนายระยะยาวเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ แม้ไม่มีอะไรสุ่มเกิดขึ้น

เมื่อแกว่งน้อย ภาพจะสงบ: ลูกตุ้มเคลื่อนที่เหมือนสปริงสองตัวที่เชื่อมกันซึ่งมีจังหวะธรรมชาติสองแบบ คือแขนทั้งสองแกว่งไปด้วยกันช้าๆ หรือแกว่งสวนกันเร็วๆ และการเคลื่อนที่เป็นระเบียบ เพิ่มมุมเริ่มต้นแล้วความโกลาหลจะเข้ามาแทนที่ ซึ่งฝูง โหมดผีเสื้อ และแผนที่ความโกลาหลให้คุณเห็นได้โดยตรง

  • กำหนดแน่นอน ไม่ใช่สุ่มเล่นจุดเริ่มต้นซ้ำแล้วคุณจะได้การเคลื่อนที่เหมือนเดิมทุกเฟรม ความน่าประหลาดใจมาจากความเร็วที่ความต่างเล็กๆ เติบโตเท่านั้น
  • พลังงานคงที่เมื่อไม่มีแรงหน่วง พลังงานรวมไม่เปลี่ยน การเคลื่อนที่จึงมีขอบเขต ความโกลาหลเพียงจัดสรรพลังงานระหว่างแขนใหม่ ไม่ได้สร้างพลังงานเพิ่ม
  • บางจุดเริ่มต้นพลิกไม่ได้เลยปล่อยจากหยุดนิ่งที่มุมต่ำ ลูกตุ้มไม่มีพลังงานพอจะแกว่งแขนข้ามด้านบน เมื่อแขนและมวลเท่ากัน นั่นคือทุกจุดเริ่มต้นที่ 2 cos θ1 + cos θ2 มากกว่า 1: บริเวณสีดำของแผนที่ความโกลาหล

เคล็ดลับสำหรับคลิปลูกตุ้มที่โดดเด่น

เริ่มสูงเพื่อความโกลาหล

มุมที่เกินประมาณ 90 องศาให้การเคลื่อนที่ที่ป่วนที่สุด ต่ำกว่าประมาณ 30 องศา การแกว่งยังคงเป็นระเบียบและรอยซ้ำกัน

กระจายเป็นสายรุ้ง

ในฝูง ลูกตุ้ม 30 ถึง 50 อันที่ต่างกันหนึ่งในพันองศาจะอยู่ด้วยกันได้ไม่กี่การแกว่ง แล้วระเบิดออกเป็นสายรุ้ง สโลว์โมชันทำให้เห็นช่วงที่แยกจากกันได้ง่าย

เลือกจุดเริ่มต้นจากแผนที่

คลิกจุดใดก็ได้บนแผนที่ความโกลาหลเพื่อโหลดจุดเริ่มต้นนั้น บริเวณสว่างพลิกข้ามด้านบนเกือบทันที บริเวณมืดใช้เวลานานกว่ามาก

WaveSpeed AI

จากลูกตุ้มสู่ภาพและวิดีโอ

สอนฟิสิกส์หรือทำคอนเทนต์วิทยาศาสตร์อยู่ใช่ไหม สร้างภาพและคลิปรอบๆ การจำลองของคุณด้วย WaveSpeed AI

  • โมเดล AI กว่า 1,000 รายการ
  • ภาพ วิดีโอ และ 3D
  • จ่ายตามการใช้งาน

เครดิตฟรี $1 สำหรับบัญชีใหม่ที่มีสิทธิ์ ไม่ต้องใช้บัตร เครื่องมือสร้างต้องใช้บัญชีและเครดิตแยกต่างหาก ส่วนซิมูเลเตอร์ลูกตุ้มคู่ใช้ฟรี

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับลูกตุ้มคู่

ซิมูเลเตอร์ลูกตุ้มคู่นี้ใช้ฟรีไหม

ใช้ฟรี ทุกฉาก การตั้งค่า ภาพ และการส่งออกวิดีโอฟรี ไม่ต้องมีบัญชี ไม่ต้องสมัคร และไม่มีลายน้ำ ทำงานในเบราว์เซอร์ของคุณทั้งหมด

การจำลองแม่นยำแค่ไหน

แก้สมการการเคลื่อนที่ที่แม่นยำของมวลจุดสองก้อนบนแท่งแข็งไร้น้ำหนัก ซึ่งได้มาจากลากรองจ์ ด้วยวิธี Runge-Kutta อันดับสี่และขั้นเวลาคงที่เล็กๆ เมื่อไม่มีแรงหน่วง พลังงานรวมคงที่ดีกว่าหนึ่งส่วนในล้านตลอดการเคลื่อนที่หลายนาที และการแกว่งเล็กๆ ตรงกับคาบในตำรา

ทำไมลูกตุ้มในฝูงจึงแยกจากกัน

ลูกตุ้มแต่ละอันในฝูงเริ่มห่างจากอันข้างเคียงด้วยมุมเล็กนิดเดียว ในสภาวะโกลาหล ความต่างเช่นนั้นเติบโตแบบเอกซ์โปเนนเชียลโดยประมาณ หลังจากแกว่งไม่กี่ครั้ง ลูกตุ้มจึงเดินตามเส้นทางที่ต่างกันโดยสิ้นเชิง เริ่มฝูงที่มุมเล็กแล้วมันจะอยู่ด้วยกัน

โหมดผีเสื้อคืออะไร

ลูกตุ้มสองอันเริ่มเกือบเหมือนกัน โดยค่าเริ่มต้นห่างกันหนึ่งในแสนองศา กราฟแสดงความต่างของทั้งสองในสเกลลอการิทึมขณะที่มันเพิ่มขึ้น และค่าที่อ่านจะบอกว่าลูกตุ้มด้านนอกทั้งสองแยกจากกันอย่างเห็นได้ชัดครั้งแรกเมื่อใด

แผนที่ความโกลาหลแสดงอะไร

ทุกจุดคือตำแหน่งเริ่มต้น มุมของแขนแรกอยู่ตามแนวนอนและมุมของแขนที่สองอยู่ตามแนวตั้ง ปล่อยจากหยุดนิ่ง สีของมันแสดงว่าลูกตุ้มใช้เวลานานแค่ไหนจนแขนใดแขนหนึ่งแกว่งข้ามด้านบน: สว่างสำหรับการพลิกเร็ว น้ำเงินเข้มสำหรับการพลิกช้า ดำตรงที่ไม่มีพลังงานพอจะพลิกเลย แผนที่เติมจากหยาบไปละเอียดเบื้องหลัง และการคลิกจะโหลดจุดเริ่มต้นนั้น

กราฟเฟสและภาคตัด Poincaré คืออะไร

กราฟเฟสวาดมุมของแขนกับความเร็วเชิงมุมของมัน หรือมุมทั้งสองเทียบกัน ขณะที่ลูกตุ้มเคลื่อนที่ ภาคตัด Poincaré ทำเครื่องหมายจุดทุกครั้งที่แขนแรกผ่านตำแหน่งตรงลงด้านล่างขณะเคลื่อนไปข้างหน้า: การเคลื่อนที่เป็นระเบียบทิ้งจุดไม่กี่จุดหรือเส้นโค้งปิด ส่วนความโกลาหลกระจายจุดเป็นบริเวณกว้าง

จำลองลูกตุ้มเดี่ยวได้ไหม

ได้ เลือกฉากลูกตุ้มเดี่ยวหรือเอาเครื่องหมายออกจาก แขนที่สอง เมื่อมุมเล็ก มันแกว่งด้วยคาบที่คุ้นเคย 2π√(L/g) และคุณดูคาบที่ยาวขึ้นเมื่อมุมใหญ่ขึ้นได้

ส่งออกวิดีโอได้ไหม

ได้ เปิด ส่งออก เลือก 9:16, 1:1 หรือ 16:9 แบบ 1080p เต็มหรือดูตัวอย่างด่วน 30 หรือ 60 fps และความยาว แล้วบันทึก MP4 (หรือ WebM) การเคลื่อนที่ถูกเล่นซ้ำทีละเฟรมจากจุดเริ่มต้น คลิปจึงลื่นสมบูรณ์บนคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องและรวมการตั้งค่าสโลว์โมชันของคุณด้วย

แรงโน้มถ่วงและแรงหน่วงเปลี่ยนอะไร

แรงโน้มถ่วงที่แรงกว่าทำให้ทุกอย่างแกว่งเร็วขึ้น ลองดวงจันทร์ ดาวอังคาร หรือดาวพฤหัสบดี แรงหน่วงค่อยๆ ดึงพลังงานออก เหมือนแรงต้านอากาศและแรงเสียดทาน การแกว่งโกลาหลจึงสงบลงเป็นการแกว่งที่เป็นระเบียบ

เครื่องมือฟรีทั้งหมด

ทำให้ลูกตุ้มคู่แกว่ง

ฟรี เป็นส่วนตัว และอยู่ในเบราว์เซอร์ของคุณ: เลือกจุดเริ่มต้น ดูความโกลาหลคลี่คลาย แล้วส่งออกคลิป

เปิดซิมูเลเตอร์