平衡车：掌握 Box2D 的物理奥秘

前端

2023-09-20 08:30:30

引子

在物理世界的复杂性中，平衡车是一个巧妙而迷人的例子，它展示了物理定律如何微妙地相互作用，创造出令人惊叹的运动。通过使用 p5.js 和 JavaScript 版 Box2D，我们可以模拟和探索平衡车的行为，深入了解其背后的机制。

平衡车的物理

平衡车由一个重心较低的刚体组成，该刚体安装在两个轮子上。它没有转向机制，依靠倾斜身体来控制方向。当身体向左倾斜时，重心向左移动，从而产生向右的力矩。这种力矩使右轮获得动力，将身体向左推动。

Box2D 模拟

Box2D 是一个用于模拟刚体物理的库，非常适合创建平衡车模型。我们可以使用 Box2D 创建一个刚体作为平衡车的身体，并使用车轮关节将它连接到两个轮子上。通过施加力矩来倾斜车身，我们可以观察 Box2D 如何模拟平衡车的运动。

代码实现

以下是使用 p5.js 和 Box2D 实现平衡车模型的示例代码：

let world;
let body;
let wheelLeft;
let wheelRight;

function setup() {
  createCanvas(640, 480);
  world = createWorld();
}

function draw() {
  background(255);
  world.Step(1 / 60, 10, 10);

  fill(255, 0, 0);
  noStroke();
  ellipse(body.position.x, body.position.y, 50, 20);

  fill(0, 0, 255);
  noStroke();
  ellipse(wheelLeft.position.x, wheelLeft.position.y, 20, 20);
  ellipse(wheelRight.position.x, wheelRight.position.y, 20, 20);
}