Interaktivní fyzika (Interactive Physics) ve výuce fyziky
Software Interactive Physics umožňuje modelovat, simulovat a zkoumat široké spektrum fyzikálních jevů. Téměř každý experiment se uživateli podaří modelovat pouze s použitím myši.
Kurz probíhá v počítačové učebně. Každý účastník má k dispozici vlastní počítač s nainstalovaným programem Interactive Physics a činnost přednášejícího na jeho počítači sleduje na plátně, kam je zobrazován obsah monitoru počítače přednášejícího projekčním monitorem. Účastníci se nejprve seznámí s možnostmi hlavní nabídky a nastavením prostředí programu Interactive Physics, přičemž každý sleduje činnost přednášejícího na plátně a zároveň si může okna voleb otevřít a vyzkoušet na svém počítači. Poté je zadána konkrétní úloha, kterou řeší lektor a podle voleb zobrazených na plátně současně vytváří model účastníci kurzu na svých počítačích. Závěr je věnován dotazům a možnostem stažení již vytvořených modelů z Internetu.
Kurz Interactive Physics ve výuce fyziky
- Seznámení s prostředím programu Interactive Physics - spuštění programu, vytvoření nové simulace, otevření ukázkového modelu.
- Nastavení pracovního prostředí pro tvorbu simulace - velikost pracovní plochy, zobrazení os a mřížky.
- Vkládání nejjednodušších objektů do modelu a nastavení jejich vlastností - fyzikální vlastnosti (poloha, počáteční rychlost, hmotnost, náboj, hustota, volba materiálu, tření, elasticita), geometrické vlastnosti (velikost a tvar), vlastnosti zobrazení (barva, název, zobrazení objektu na ploše,...).
- Volby fyzikálních vlastností prostředí - gravitace (žádná, homogenní, planetární), odpor prostředí, elektrostatické pole, vlastní potenciálové pole.
- Přesnost simulace - volba numerické metody (Euler, Kutta-Merson), integrační krok, simulace v reálném čase.
- Spuštění simulace, její přerušení a návrat do počátečních podmínek.
- Vykreslení trajektorie pohybu těles - volba počtu vykreslených bodů, volba bodů, jejichž trajektorii chceme pro dané těleso vykreslit, vymazání zobrazené trajektorie.
- Zobrazení tlačítek na ploše, např. tlačítko pro spuštění simulace.
- Měření fyzikálních veličin během simulace - např. zobrazení doby od začátku pohybu, zobrazení okamžité rychlosti hmotného bodu.
- Tvorba vlastního modelu podle zadané úlohy (viz přiložené výukové materiály).
V rámci kurzu je modelována například následující úloha:
Uvažujme pohyb kosmické sondy, která startuje ze vzdálenosti desetinásobku poloměru Země od středu Země, má obletět Měsíc a vrátit se zpět na Zemi. Celý pohyb sondy je v rámci modelu značně zjednodušen. Zjednodušení spočívá v tom, že neuvažujeme vlastní pohyb Měsíce kolem Země, sondě je udělena počáteční rychlost a její pohyb není dále korigován, např. silovým působením raketových motorů.
ke stažení:
Sonda.ip ... řešení modelového přikladu
Sonda.avi ... výstupní video řešeného modelového příkladu
