% UC: 21048 - Física Geral
% Ano 2022/23 - EFOLIO B - Gráfico Pêndulo Gravítico - UAb
%  Aluno: 2100927 - Ivo Baptista

clc         % limpa a tela do terminal
close all   % Fecha os graficos que estão abertos
clear all   % limpa o valor das variaveis em memoria

% Constantes
m = 0.0026;  % Massa em g
L = 1.0;  % Comprimento em m
r = 0.3; % Raio em m
g = 9.81; % Aceleração da gravidade em m/s^2
rho = 1.2; % Massa específica do ar em kg/m^3
cd = 0.1;  % Coeficiente de arrasto
A = pi * r^2; % Área transversal da esfera

% Calcula o coeficiente de arrasto aerodinâmico
b = 1/2 * rho * cd * A;

% Valores iniciais
theta0 = 0.05;  % Ângulo inicial em rad
w0 = 0.0;       % Velocidade angular inicial em rad/s
t0 = 0.0;       % Tempo inicial em s
h = 0.1;        % Passo de tempo em s
t = 0;          % Valor inicial do tempo
tend = 100;     % Valor final do tempo


ciclos = (tend - t)/h   % Numero de ciclos

% Listas para armazenar os resultados
t = t0;
theta = theta0;
w = w0;

% Apresentação de Titulo
hold on;
grid;
title('EfolioB - Fisica - Pendulo Gravitico');
axis ([t, tend, -0.15, 0.15]);

% cabeçalho da tabela de resultados
printf("  t(s) | Theta(rad/s) |  w(rad/s)    |      k1x     |      k1v     |      k2x     |      k2v    \n");
printf("-------|--------------|--------------|--------------|--------------|--------------|-------------\n");

% Loop de tempo
while t(end) < ciclos
    k1x = w(end);
    k1v = -sign(w(end)) * (((b*L)/m) * w(end)^2) - (g / L) * theta(end);
    k2x = w(end) + k1v * h;
    k2v = -sign(w(end) + k1v *h) * (((b*L)/m )* (w(end) + k1v *h)^2) - (g / L) * (theta(end)+k1x(end)*h);

    % Atualização dos valores de θ e w
    theta = [theta, theta(end) + ((k1x + k2x) / 2.0)*h];
    w = [w, w(end) + ((k1v + k2v) / 2.0)*h];

    % Atualização do tempo
    t = [t, t(end) + h];

    printf(" %4d  | %8d  | %8d  |  %8d  |%8d | %8d  |  %8d\n",t(end),theta(end),w(end),k1x,k1v,k2x,k2v);
end


% Adiciona uma linha para w com a linha azul
hold on;
plot(t, theta, 'r',t, w, 'b');
% Adiciona uma legenda
legend('Theta', 'w');
% Adiciona títulos aos eixos
xlabel('tempo (s)');
ylabel('Theta (rad), w (rad/s)');
grid on;
% Exibe o gráfico
hold off;