Simulasi Perpindahan partikel dalam kotak

Dalam simulasi ini diasumsikan kita memiliki sebuah kotak yang disekat menjadi dua bagian yang sama, katakanlah kotak kiri dan kanan. Mula-mula, kotak bagian kiri diisi partikel misal 1000, dan kotak kanan kosong. setelah beberapa saat maka akan terjadi perpindahan partikel dari kotak kiri ke kanan hingga dicapai keadaan setimbang. Keadaan setimbang berarti aliran/perpindahan partikel ke kotak kanan dan ke kotak kiri sama. Nah, bagaimana cara membuat simulasi ini. Dalam hal ini kita perlu pembangkitan bilangan random. Algoritmanya, kira-kira begini:

(1) Bangkitkan bilangan random (jangkauan 0 – 1) dan tentukan bil random sampling random_n=int((rand()%10)/10), (2) tentukan jika random_n <Nkiri, maka Nkiri dikurangi 1 dan Nkanan ditambah 1, jika tidak dipenuhi maka Nkiri ditambah 1 dan Nkanan dikurang 1.

Dah itu saja, source code saya tulis dalam bahasa C, bisa didownload.

Simulasi Gerak Partikel Bermuatan Dibawah Pengaruh Medan Listrik dan Medan Magnet

Persamaan gerak dalam ruang 3 dimensi dan terkopel kita jumpai di dalam elektrodinamika, yaitu ketika partikel melalui medan listrik dan medan magnet. Persamaan geraknya dapat dinyatakan di dalam bentuk vektor

m dv/dt = qE + q( v x B)

dimana m adalah massa partikel, q adalah muatan, E dan B masing-masing menyatakan medan listrik dan medan magnet. Untuk kasus, dimana medan magnet konstan, maka trayektori dari partikel bermuatan berupa spiral sepanjang garis-garis medan. Jika ditambahkan medan listrik di dalamnya, maka akan mengubah gerakan ini secara dramatik. Gambar di atas menggambarkan ketika medan listrik diarahkan ke arah y, medan magnet ke arah sumbu z dan partikel ditembakkan pada bidang xy. Anda dapat mendownload source codenya disini.

Simulasi Gerak Peluru dengan Memasukkan Gaya gesek Udara



Mungkin kita sudah familiar dengan masalah lintasan gerak dalam 2 dimensi tanpa kehadiran gesekan udara. Sebagai contoh, sebuah bola dilempar ke udara dengan kecepatan awal dengan sudut lempar theta. Seberapa jauh bola akan meninggalkan pelempar pada arah horisontal dan berapa tinggi maksimum yang dicapai oleh bola serta berapa lama bola akan terbang di angkasa? Misalnya bola dilepas pada ketinggian tertentu, berapa sudut lemparan untuk jangkauan maksimum? Apakah jawaban Anda masih berlaku apabila gerakan sudah dipengaruhi oleh gesekan udara.

Nah, misalnya sebuah benda dengan massa m dengan kecepatan awal v0 diarahkan dengan sudut theta0. Partikel dipengaruhi oleh gaya grafitasi dan gaya gesek udara yaitu mg dan F_d . Ingat bahwa arah dari gaya gesek selalu berlawanan arah dengan arah kecepatan benda.

Misalnya, kita pandang sebuah bola baja dengan radius 4 cm. Asumsi yang cocok untuk bola baja dengan ukuran ini adalah bergerak dengan gaya gesekan sebesar Fd=C v^2 . Nah, oleh karena vx=v cos(theta) dan vy=v sin(theta), maka kita dapat menuliskan ungkapan penting, yaitu m dvx/dt=-C v vx dan m dvy/dt= – C v vy. Hasilnya dapat dilihat seperti gambar di bawah ini. Download source codenya disini.

Program pemodelan peluruhan radioaktif

Dalam fisika komputasi, sering dibahas masalah pemodelan fisika. Salah satu masalah yang dapat dimodelkan adalah tentang peluruhan partikel radioaktif.

Partikel radioaktif, sebagaimana kita tahu adalah terdiri atas inti-inti tak stabil yang sewaktu-waktu dapat meluruh menjadi unsur jenis lain. Tetapi kita tidak dapat memprediksikan kapan satu inti tersbut akan meluruh, mungkin sekarang, besuk, lusa atau dua tahun lagi. Nah diisnilah letak randomnya.

Setiap partikel radioaktif memiliki koefsien peluruhan sendiri-sendiri. Apabila sebuah partikel radioaktif memiliki koefisien peluruhan lebih besar dari yang laiinnya, itu berarti partikel tersebut memiliki probabilitas meluruh lebih cepat dibandingkan partikel lainnya. Dalam pemodelan ini dimisalkan radiokatif A meluruh menjadi B, kemudian B meluruh menjadi inti yang stabil maka gambarnya dapat dilihat .Untuk programnya silahkan didownload