Nun sollen die Ausgabegrößen y v und a in Abhängigkeit von t graphisch dargestellt werden.
Damit müssen für y, v, a und t Bereichsgrenzen festgelegt werden, unabhängig davon,
auf welche Art und Weise, d.h. ob von Hand oder mit Hilfe von VisEdit das
Kernprogramm erzeugt wurde.
Es gibt zwei ganz unterschiedliche Wege, die
Skalierungen festzulegen.
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1. Autoskalierung
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2. Manuelle Skalierung
Diese beiden Arten der Skalierung wurden bereits im
Kapitel 3.2
ausführlich beschrieben.
Für die Ausgabegröße a wird keine Bereichsgrenze eingetragen.
Das Programm wählt also automatisch -1 und +1 als Bereichsgrenzen für a.
Für die Größen y, v und t schätzt man zunächst maximale und minimale Werte,
die während des Ablaufs des Projektes angenommen werden
und legt dann dementsprechend sinnvolle Bereichsgrenzen fest.
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für t
Die Zeit t läuft bei diesem Projekt von 0 bis zur maximalen Zeit tEnde,
wobei tEnde in den Startwerten als Konstante (tEnde:=10) definiert wurde.
Die Achse für t in der graphischen Darstellung soll so skaliert werden,
dass der gesamte Versuchsablauf im Diagramm erfasst wird.
Als Bereichsgrenzen für t wählt man nun Null und tEnde.
Den Zahlenwert Null trägt man in die Spalte links/unten,
die Variable tEnde in die Spalte rechts/oben ins Fenster
Bereichsgrenzenliste ein, siehe Abbildung 3.82.
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für y
Für die Auslenkung y wurde als minimaler Wert der Anfangswert -0,10 m festgelegt.
Da es sich bei unserem Projekt um eine ungedämpfte Schwingung handelt,
ergibt sich für die Auslenkung y der maximale Wert + 0,10 m.
Als Bereichsgrenzen können wir hier den minimalen und maximalen Wert wählen.
Man trägt also +0.1 und -0.1 in die entsprechenden Spalten in der Tabelle in Abb.3.82 ein.
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für v
Da für die Masse m und die Federkonstante k jeweils der Wert 1 gewählt wurde,
liegen die Werte für v, ebenso wie die Werte für y, zwischen -0.1 und +0.1.
Dies lässt sich mit Hilfe der Lösung der Schwingungsdifferentialgleichung
abschätzen,
wobei hier
die Kreisfrequenz darstellt.
Man kann also die Zahlenwerte -0.10 und +0.10 als Bereichsgrenzen in die entsprechenden
Spalten eintragen. Da die Bereichgrenzen genau die gleichen wie für die Variable y sind,
kann man auch den eleganteren Weg wählen und durch Eintragen von y bei Reverenz
die Bereichsgrenzen dieser Variablen übernehmen (siehe Abb. 3.82)
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für a
Im Prinzip könnte man für a analog argumentieren und die Bereichsgrenzen wie x wählen.
Zur Abwechslung wollen wir die Beschleunigung einmal autoskalieren lassen und
klicken das Kästchen an und wählen die symmetrische Autoskalierung um den Nullpunkt
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Abb.3.82 Bereichsgrenzenliste
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Diese Schritte müssen jedoch nicht notwendigerweise durchgeführt werden,
es genügt auch, die Bereichsgrenzen für y,v und a einfach abzuschätzen
und sie nach Ablauf des Projektes, falls erforderlich,
zu ändern oder die Autoskalierung zu nutzen, siehe
Kap.3.2.
Nachdem man die Bereichsgrenzen festgelegt und eingegeben hat,
werden die Werte nach dem Schließen des Fensters über
O.K. übernommen.
Festlegen der Bereichsgrenzen durch Autoskalierung
Damit man die Bereichsgrenzen von Ausgabegrößen automatisch vom Programm
festlegen lassen kann, muss das Kernprogramm zuvor mindestens einmal abgelaufen sein.
Dann stehen dem Rechner Werte für die Ausgabegrößen zur Verfügung,
aus denen die Bereichsgrenzen bestimmt werden können (siehe
auch
Kapitel 3.2)
Alternative Datensätze von Bereichsgrenzen
Möchte man beim Federschwinger aufzeigen, wie sich z. B. die Größe der
Anfangsauslenkung y auf die Bewegung auswirkt, so kann man dazu
zusätzliche Projektdurchläufe mit sehr kleiner Anfangsauslenkung y
durchführen. Es bietet sich an, zuvor für diesen Fall einen weiteren
Datensatz von Bereichsgrenzen festzulegen. Zwischen den Durchläufen
wechselt man dann im Fenster
Startwerte den Wert für die
Anfangsauslenkung und im Fenster
Bereichsgrenzenliste den Datensatz für die
Bereichsgrenzen. Solche unterschiedlichen Datensätze lohnen sich insbesondere dann,
wenn mehrere Graphen dargestellt werden sollen und mehrfach zwischen den
unterschiedlichen Durchläufen hin- und hergesprungen wird. Wie man hierbei vergeht,
wurde bereits im vorhergehenden
Abschnitt 3.2.2 ausführlich
behandelt und wird hier nicht weiter ausgeführt.