למד עם לינוקס: סימולציה בפיסיקה

מאמר זה הוא חלק מסדרת Learn with Linux:

למד עם לינוקס: ללמוד סוג
למד עם לינוקס: סימולציה בפיסיקה
למד עם לינוקס: לימוד מוסיקה
למד עם לינוקס: שתי יישומי גאוגרפיה
למד עם לינוקס: הורים מתמטיקה שלך עם אלה Apps לינוקס
למד עם לינוקס: כרטיסיות

לינוקס מציעה תוכנה חינוכית מעולה וכלים מצוינים רבים כדי לסייע לתלמידים מכל הציונים והגילאים בלמידה והתנסות במגוון נושאים, לעתים קרובות באופן אינטראקטיבי. "למד עם לינוקס" סדרה של מאמרים מציעה מבוא למגוון של יישומים חינוכיים ותוכנות.

הפיזיקה היא נושא מעניין, וניתן לטעון כי החלק המהנה ביותר מכל שיעור / הרצאה בפיסיקה הם ההפגנות. זה ממש נחמד לראות פיזיקה בפעולה, אך הניסויים לא צריך להיות מוגבל בכיתה. בעוד לינוקס מציעה כלים נהדרים רבים עבור מדענים לתמוך או לערוך ניסויים, מאמר זה יהיה דאגה כמה שיהפכו את הפיזיקה למידה קל יותר או יותר כיף.

1. שלב

שלב הוא סימולטור פיסיקלי אינטראקטיבי, חלק KDEdu, פרויקט החינוך KDE. אף אחד לא יכול לתאר טוב יותר מה עושה צעד מאשר אנשים שעשו את זה. על פי דף האינטרנט של הפרויקט, "[Step] עובד כך: אתה מציב כמה גופים במקום, מוסיפים כמה כוחות כמו כוח הכבידה או מעיינות, ולאחר מכן לחץ על" סימולציה "ו שלב מראה לך איך הסצינה שלך יתפתחו על פי חוקי פיזיקה. אתה יכול לשנות כל נכס של גופים / כוחות בניסוי שלך (אפילו במהלך סימולציה) ולראות איך זה ישנה את התוצאה של הניסוי. עם צעד, אתה יכול רק ללמוד אבל מרגיש איך פיזיקה עובד! "

למרות שזה כמובן דורש Qt ועומסי תלות ספציפיים ל- KDE לעבודה, פרויקטים כמו זה (ו- KDEEdu עצמה) הם חלק מהסיבה לכך ש- KDE היא סביבה מדהימה (אם לא אכפת לך להפעיל שולחן עבודה כבד יותר, כמובן ).

השלב הוא במאגרים של דביאן; כדי להתקין אותו על נגזרים, פשוט להקליד

 sudo apt-get שלב ההתקנה

לתוך מסוף. על מערכת KDE זה צריך להיות תלות מינימלית ולהתקין בתוך שניות.

שלב יש ממשק פשוט, וזה מאפשר לך לקפוץ ישר לתוך סימולציות.

תוכלו למצוא את כל האובייקטים הזמינים בצד שמאל. אתה יכול לקבל חלקיקים שונים, גז, חפצים בצורת, מעיינות, וכוחות שונים בפעולה. (1) אם תבחר אובייקט, תיאור קצר שלו יופיע בצד ימין (2). בצד ימין תראה גם סקירה של "העולם" שיצרת (האובייקטים שהוא מכיל) (3), המאפיינים של האובייקט שנבחר כעת (4), ואת הצעדים שצילמת עד כה (5).

ברגע שיש לך את כל מה שאתה רוצה על הבד, פשוט ללחוץ על "סימולציה", ולראות את האירועים להתפתח כמו חפצים אינטראקציה אחד עם השני.

כדי להכיר צעד טוב יותר אתה רק צריך ללחוץ על F1. מרכז העזרה של KDE מציע מדריך מפורט ומפורט.

2. Lightspeed

Lightspeed הוא פשוט GTK + ו- OpenGL מבוסס סימולטור זה נועד להדגים את האפקט של איך אפשר לצפות אובייקט נע במהירות. Lightspeed ידמה את ההשפעות הללו על סמך תורת היחסות המיוחדת של איינשטיין. על פי דף sourceforge שלהם " כאשר אובייקט מאיץ ליותר ממיליון מטרים לשנייה, הוא מתחיל להופיע מעוותות ו דהוי בדרכים מוזר יוצא דופן, וככל שהוא מתקרב מהירות האור (299, 792, 458 מ \ ש) את ההשפעות הופכים יותר ויותר ביזארי. בנוסף, האופן שבו האובייקט מעוות משתנה באופן דרסטי עם נקודת המבט שממנה הוא נצפה. "

השפעות אלה אשר נכנסות לשחק במהירויות יחסית הן:

התכווצות לורנץ - גורם לאובייקט להופיע קצר יותר
דופלר אדום / כחול משמרת - משנה את הגוונים של צבע שנצפתה
אפקט הפנס - מאיר או מחשיך את האובייקט
Aberration אופטי - מעוות את האובייקט בדרכים בלתי רגילות

Lightspeed נמצא במאגרים של דביאן; כדי להתקין אותו, פשוט להקליד:

 sudo apt-get להתקין להתקין

ממשק המשתמש הוא פשוט מאוד. אתה מקבל צורה (יותר ניתן להוריד מ sourceforge) אשר ינוע לאורך ציר x (אנימציה ניתן להתחיל על ידי עיבוד "A" או על ידי בחירת אותו מתפריט אובייקט).

אתה שולט על מהירות התנועה שלה עם המחוון בצד ימין ולראות איך זה מעוות.

כמה פקדים פשוטים יאפשר לך להוסיף אלמנטים חזותיים יותר

זוויות הצפייה ניתנות לכוונון על ידי לחיצה על הלחצן השמאלי, האמצעי או הימני וגרירת העכבר או מתפריט 'מצלמה' המציע גם התאמות אחרות כגון צבע רקע או מצב גרפיקה.

ציון ראוי לציון: פיזיון

Physion נראה כמו פרויקט מעניין תוכנה מבט נהדר לדמות פיזיקה בצורה הרבה יותר צבעוני ומהנה יותר מהדוגמאות לעיל יאפשר. למרבה הצער, בזמן הכתיבה, האתר הרשמי נתקל בבעיות, ודף ההורדה לא היה זמין.

אם לשפוט לפי קטעי וידאו ב- YouTube שלהם, פיזיון חייב להיות שווה להתקין פעם קו ההורדה הופך זמין. עד אז אנחנו יכולים פשוט ליהנות הדגמה זו וידאו.