Dit artikel maakt deel uit van de Learn with Linux-serie:

  • Leren met Linux: leren typen
  • Leren met Linux: Physics Simulation
  • Leren met Linux: muziek leren
  • Leren met Linux: twee geografie-apps
  • Leren met Linux: beheer je wiskunde met deze Linux-apps
  • Leren met Linux: Flashcards

Linux biedt geweldige educatieve software en vele uitstekende hulpmiddelen om studenten van alle niveaus en leeftijden te helpen bij het leren en oefenen van verschillende onderwerpen, vaak interactief. De reeks 'Leren met Linux' biedt een inleiding tot een verscheidenheid aan educatieve apps en software.

Natuurkunde is een interessant onderwerp en misschien wel het meest plezierige deel van een natuurkundeklasse / lezing zijn de demonstraties. Het is echt leuk om natuurkunde in actie te zien, maar de experimenten hoeven niet beperkt te blijven tot het klaslokaal. Hoewel Linux vele geweldige hulpmiddelen biedt voor wetenschappers om experimenten te ondersteunen of uit te voeren, zal dit artikel enkele vragen betreffen die de leerfysica gemakkelijker of leuker maken.

1. Stap

Step is een interactieve physics-simulator, onderdeel van KDEEdu, het KDE-onderwijsproject. Niemand kan beter beschrijven wat Step doet dan de mensen die het hebben gemaakt. Volgens de projectwebsite werkt "[Step] als volgt: je plaatst een aantal lichamen ter plaatse, voegt een aantal krachten toe zoals zwaartekracht of veren, klikt dan op" Simuleren "en de stap laat je zien hoe je scène zal evolueren volgens de wetten van fysica. Je kunt elke eigenschap van lichamen / krachten in je experiment veranderen (zelfs tijdens simulatie) en zien hoe dit de uitkomst van het experiment zal veranderen. Met Step kun je niet alleen leren, maar ook voelen hoe de natuurkunde werkt! "

Hoewel het uiteraard Qt en veel KDE-specifieke afhankelijkheden vereist om te werken, maken projecten als deze (en KDEEdu zelf) deel uit van de reden waarom KDE zo'n geweldige omgeving is (als je het niet erg vindt om een ​​zwaardere desktop te draaien, natuurlijk ).

Stap bevindt zich in de Debian-repositories; om het op derivaten te installeren, typ eenvoudigweg

 sudo apt-get install step

naar een terminal. Op een KDE-systeem moet het minimale afhankelijkheden hebben en binnen enkele seconden worden geïnstalleerd.

Step heeft een eenvoudige interface en je kunt meteen in simulaties springen.

Je vindt alle beschikbare objecten aan de linkerkant. Je kunt verschillende deeltjes, gas, gevormde voorwerpen, veren en verschillende krachten in actie hebben. (1) Als u een object selecteert, verschijnt een korte beschrijving ervan aan de rechterkant (2). Aan de rechterkant ziet u ook een overzicht van de "wereld" die u hebt gemaakt (de objecten die het bevat) (3), de eigenschappen van het momenteel geselecteerde object (4) en de stappen die u tot nu toe hebt ondernomen (5).

Zodra je alles wat je wilde op het canvas hebt geplaatst, druk je gewoon op "Simuleren" en zie je hoe de gebeurtenissen zich ontvouwen terwijl de objecten met elkaar interageren.

Om Stap beter te leren kennen hoeft u alleen maar op F1 te drukken. Het KDE Helpcentrum biedt een geweldig en gedetailleerd stappenhandboek.

2. Lightspeed

Lightspeed is een eenvoudige GTK + en OpenGL-gebaseerde simulator die bedoeld is om het effect aan te tonen van hoe iemand een snel bewegend object kan waarnemen. Lightspeed simuleert deze effecten op basis van de speciale relativiteit van Einstein. Volgens hun sourceforge pagina " Wanneer een object versnelt tot meer dan een paar miljoen meter per seconde, begint het krom en verkleurd te lijken op vreemde en ongewone manieren, en naarmate het de snelheid van het licht nadert (299.792.458 m / s) worden de effecten steeds bizarder. Bovendien varieert de manier waarop het voorwerp vervormd wordt drastisch met het gezichtspunt van waaruit het wordt waargenomen. ”

Deze effecten die bij relatieve snelheden van belang zijn, zijn:

  1. De contractie van Lorentz - zorgt ervoor dat het object er korter uitziet
  2. De Doppler rood / blauwe verschuiving - wijzigt de waargenomen kleurtonen
  3. Het effect van de koplamp - maakt het object helderder of donkerder
  4. Optische aberratie - vervormt het object op ongebruikelijke manieren

Lightspeed bevindt zich in de Debian-repositories; om het te installeren, typ eenvoudigweg:

 sudo apt-get installeer lightspeed

De gebruikersinterface is heel eenvoudig. Je krijgt een vorm (meer kan worden gedownload van sourceforge) die langs de x-as zou bewegen (animatie kan worden gestart door "A" te verwerken of door deze in het objectmenu te selecteren).

Je regelt de bewegingssnelheid met de schuifregelaar aan de rechterkant en kijkt hoe deze vervormt.

Met enkele eenvoudige bedieningselementen kunt u meer visuele elementen toevoegen

De kijkhoeken kunnen worden aangepast door op de linker-, middelste of rechterknop te drukken en de muis te verslepen of uit het Cameramenu dat ook enkele andere aanpassingen biedt, zoals de achtergrondkleur of de grafische modus.

Opmerkelijke vermelding: Physion

Physion ziet eruit als een interessant project en een fantastisch uitziende software om fysica op een veel kleurrijkere en leukere manier te simuleren dan de bovenstaande voorbeelden mogelijk maken. Helaas ondervond de officiële website op het moment van schrijven problemen en was de downloadpagina niet beschikbaar.

Aan de hand van hun YouTube-video's moet Physion de moeite waard zijn om te installeren zodra een downloadlijn beschikbaar is. Tot die tijd kunnen we gewoon genieten van deze video-demo.

Heb je nog een andere favoriete simulatie / demonstratie / leertoepassingen voor fysica voor Linux? Gelieve te delen met ons in de reacties hieronder.