连续反弹时速度保留比例如何累积:保留比例1/2的十次弹跳·练习25
弹跳道具每次碰撞后保留一部分速度,重复多次后剩余量会按乘法减少。把每次都减去第一次损失量,会得到完全不同的过程,甚至产生不符合规则的负速度大小。
本篇使用一组可以手算或逐行复查的虚构游戏记录。先读清操作顺序与边界,再看完整过程;它不是某一款现有游戏的隐藏公式,也不要求读者安装工具。
规则与输入
道具在同一高度的水平面反复竖直碰撞,每次弹起的速度大小等于撞击前大小乘固定比例。忽略空气阻力,回到同一高度时速度大小恢复为本次弹起大小。只记大小,不把向上向下的方向符号混在其中。
首次撞击前速度大小60,每次保留1/2
逐步计算与结果
第1次撞击前速度大小60,本次保留1/2,弹起速度30;相对首次撞击前速度所对应的理想弹起高度比例为1/4,并非速度比例本身。
第2次撞击前速度大小30,本次保留1/2,弹起速度15;相对首次撞击前速度所对应的理想弹起高度比例为1/16,并非速度比例本身。
第3次撞击前速度大小15,本次保留1/2,弹起速度15/2;相对首次撞击前速度所对应的理想弹起高度比例为1/64,并非速度比例本身。
第4次撞击前速度大小15/2,本次保留1/2,弹起速度15/4;相对首次撞击前速度所对应的理想弹起高度比例为1/256,并非速度比例本身。
第5次撞击前速度大小15/4,本次保留1/2,弹起速度15/8;相对首次撞击前速度所对应的理想弹起高度比例为1/1024,并非速度比例本身。
第6次撞击前速度大小15/8,本次保留1/2,弹起速度15/16;相对首次撞击前速度所对应的理想弹起高度比例为1/4096,并非速度比例本身。
第7次撞击前速度大小15/16,本次保留1/2,弹起速度15/32;相对首次撞击前速度所对应的理想弹起高度比例为1/16384,并非速度比例本身。
第8次撞击前速度大小15/32,本次保留1/2,弹起速度15/64;相对首次撞击前速度所对应的理想弹起高度比例为1/65536,并非速度比例本身。
第9次撞击前速度大小15/64,本次保留1/2,弹起速度15/128;相对首次撞击前速度所对应的理想弹起高度比例为1/262144,并非速度比例本身。
第10次撞击前速度大小15/128,本次保留1/2,弹起速度15/256;相对首次撞击前速度所对应的理想弹起高度比例为1/1048576,并非速度比例本身。
第十次速度大小15/256,理想高度比1/1048576,每次相对于上一次乘比例。
怎样独立复核
第几次反弹后的速度应为初始撞击速度乘保留比例的相应次方。与首次撞击前相比,最高弹起高度的比例等于速度比例的平方,因为这里假设重力固定且没有其他耗散。
这是理想化练习规则,不用它预测真实器材的反弹。比例在零和一之间时速度逐步下降,但数学上的分数不一定在有限次内精确到零;实际游戏可以另设停止阈值,本例没有偷偷加入这个阈值。
练习时可以只改变一个输入,再预测哪一步会最先改变。保留中间记录,检查空状态、相等数值和刚好落在边界的情况。最终结果碰巧相同,并不能证明两个过程等价;反过来,采用不同规则得出不同结果,也不应立即视作程序故障。
