如何循环和存储物理方程中的值

我想在这些步骤中求解这些方程

q1*q3*k/(r^2)= F1_3(这是1和3之间的电场力)

q2*q3*k/r^2)= f12(质点1和质点2之间的力)

从这里我可以得到两个电荷之间的合力f1_3+f1_2=fnet

与净力i，然后用a=fnet/m (m为质量)找到加速度。(现在上面的一切我都可以做，但现在我感到困惑)

取刚求出的加速度并求出速度。v=-(at)为时间间隔(我从第6步的方程中推导出这个方程，初始方程为x(0.05)=at+v

取该速度和先前的加速度并找到新的位置:x=1/2at^2+v*t+x

x的值成为粒子3的新位置，现在我回到顶部以计算电力，然后加速度等冲洗并重复。

这些步骤就是我想要一遍又一遍地重复的，现在我的间隔，我想要它是1微秒或10e-6，所以从0.0-1.0微秒0.0-2.0微秒，我想要它在每个间隔存储位置。问题是，它必须重新计算力的值，使用我在前几步中列出的公式，然后再回去找到位置。我不知道是否应该用for来循环，但我不知道该怎么做。我在顶部有扫描方法，因为稍后当我完成代码时，我希望能够输入电荷的位置和它们的大小，然后它将使用方程，但是一次一步。

我想做的是不可能的吗?

import java.util.Scanner;
import javax.swing.JFrame;
public class Firstgui {
private static Scanner in = new Scanner(System.in);
public static void main(String[] args) {
    //declare variables
    double postionq1= 0.0; // position of q1 is at origin i just put it here for reference 
    double distanceq3_q1=.01;  //q3 is placed between q1 and q2
    double distanceq3_q2= .014-distanceq3_q1; //distance from q3 to q2
    double q1=5e-6;
    double q2=-4e-6;
    double q3=-2e-6;
    double mq1=3e-5;
    double k= 8.99e9;
    double F1_3 = Force(q1, q3, k, distanceq3_q1);
    double F2_3= -Force(q2, q3, k, distanceq3_q2);
    double Fnet=F1_3+F2_3;  
    System.out.println(F1_3);
    System.out.println(F2_3);
    System.out.println(Fnet);
    System.out.println("particle 3 position from 0.0-1micro-seconds is  " + position(acceleration(Fnet,mq1), 0.000001 , velocity( 0.000001 , acceleration(Fnet,mq1)),.01));
    // this print line above is the final the position of q3 a 1 microsecond
    //now with that value that it prints how would i use that for the next
    //position of q3 and recalculate the fnet then acceleration etc.
}   
public static double Force(double q1, double q2, double k, double r) { 
    double electricforce=(q1*q2*k)/(Math.pow(r, 2));
    return electricforce;
}
public static double acceleration(double f, double m) {
        double acell=f/m;
        return acell;
}
public static double position(double a, double t, double v, double x ) {
    double postion=.5*a*(t*t)+(v*t)+x; // a- acceleration through out out this time interval is constant 
    return postion;
}
public static double velocity(double t, double a) {
    double v=-(t*a); // a- acceleration through out out this time interval is constant 
    return v;
}        
}

是的，这在物理模拟中很常见。通常你定义一个时间步长是如何产生的，然后你在整个时间内循环。对于涉及粒子的模拟，通常需要存储位置和速度来计算运动。

public static void main(String[] args) {
    int nbrSteps = 1000;
    // Store the data
    PointArray points = // The data would look like this. Particle at index 0 corresponds with the data {x0, y0, z0}
                           0: {x0, y0, z0},
                           1: {x1, y1, z1},
                           ...
    VelocityArray velocities = // And here, very similarly
                                  0: {vx0, vy0, vz0},
                                  1: {vx1, vy1, vz1},
                                  ...                     
    for (int i = 0; i < nbrSteps; i++) {
        takeStep(points, velocities);
        // You probably want to record the simulation somehow. Either you save your 
        // data to disk, or you render it on the screen. Both calls could be put here.
    }
}
public static void takeStep(PointArray points, VelocityArray velocities) {
    for (int i = 0; i < points.length(); i++) {
        const double timestep = 1e-6;
        // Here you implement the steps you described, and update position and velocity accordingly
        velocities[i] = ...
        points[i] = ...
    }
}

编辑:作为一个例子，我们可以模拟重力。我们可以用这个来改变takeStep

public static void takeStep(PointArray points, VelocityArray velocities) {
    for (int i = 0; i < points.length(); i++) {
        const double timestep = 1e-6;
        // Doing something simple, lets simulate gravity
        const double gravity = -9.82;
        velocities[i].y += f_gravity*timestep; 
        points[i] = velocity[i]*timestep;
    }
}

对于你的情况，你需要计算每个粒子的力(我们不需要，因为重力的值已经知道了)，然后应用它类似于我用线性积分的方法。这意味着

velocity = force*change_in_time
position = velocity*change_in_time

注意这里force, velocity和position是矢量

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