Ілюстрація 1.1 пропонує вказівки щодо використання фізкультурників. Перш за все, згадаймо, що він фізкультурник Fyzikálny (Java) Appполіт. Ми використовуємо спортсменів, щоб оживити фізичні явища та задати питання щодо цих явищ. Іноді вам доведеться використовувати філет для збору даних і робити різні обчислення, щоб отримати відповідь на запитання. Іноді цього буде достатньо, якщо ви просто подивитесь на анімацію, яку надають фізики.

ілюстрація

Зображення з книги Ньютона Принципи (1687).

Філетна анімація, з якою ви зіткнетеся Фізика з фізкультурниками ® буде нагадувати статичні картинки у ваших підручниках. Однак є відмінності, які ми повинні вивчити, тому що з такою анімацією ми будемо в них Фізика з фізкультурниками ® часто зустрічаються.

Спочатку розгляньте знімок, зроблений з Ньютона Принципи. Це статичне зображення, яке показує можливі траєкторії обертання об’єкта навколо Землі. Ми повинні уявити собі об'єкти, кинуті з вершини гори з різною початковою швидкістю, а також де вони впадуть. (Очікується також, що ми уявимо, що за правильних початкових умов об’єкти можуть обертатися навколо Землі кругами з більшим радіусом.)

Зачекайте, поки анімація не завантажиться повністю.

Тепер розглянемо анімацію подібної ситуації, яку створив лікар. Анімація показує 10 однакових куль, які будуть кинуті з вершини гори. Початкове положення всіх кульок однакове, але вони мають різну стартову швидкість. Перезапустіть.

Натисніть кнопку відтворення, щоб розпочати анімацію. Зверніть увагу на кнопки під анімацією, якими можна керувати анімацією так само, як і відеоплеєр. Зокрема,

  • грати запускає анімацію, яка потім запускається або до завершення самостійно, або до її зупинки.
  • пауза перериває (призупиняє) анімацію. Щоб перезапустити анімацію, потрібно ще раз натиснути кнопку відтворення.
  • > рухає анімацію на крок вперед у часі.
  • скинути встановлює час анімації на час початку. Якщо ви хочете, щоб анімація починалася спочатку, натисніть кнопку відтворення.

Переконайтеся, що ви добре розумієте, що ці кнопки добре роблять, оскільки ви будете дуже часто ними користуватися під час спілкування з фізиками.

На додаток до цих кнопок, в тексті сторінок є гіперпосилання, за допомогою яких можна контролювати, яку анімацію відтворювати. Наприклад, на цій сторінці перезапуск перезавантажить філе до того стану, в якому він перебував під час завантаження сторінки. На інших сайтах ви часто стикаєтесь з можливістю вибору анімації для відтворення, але перезапуск завжди встановить філе в початковий стан.

То що робить нашу анімацію кращою, ніж статичне зображення? У багатьох відношеннях! Більшість того, що ви дізнаєтесь з фізики, стосується рухомих тіл. Важко зрозуміти деталі руху об’єкта, коли ви намагаєтесь описати його за допомогою статичного зображення. Оскільки на цьому сайті є приклади інтерактивної анімації, ви зможете стежити за усіма деталями руху на них.

Перезапустіть (або скиньте) анімацію та запустіть її знову. Що ви помітили в русі кульок? Зокрема, що можна сказати про рухи куль, що рухаються всередині орбіти червоної кулі? А як щодо рухів тих кульок, які мають орбіти на зовнішній стороні орбіти червоної кулі? Спочатку ви, мабуть, помітите, що орбітальні траєкторії (орбіти) куль мають форму еліпсів, за винятком, звичайно, червоної кулі, яка рухається по колу. Тоді ви, мабуть, помітите, що всі кулі, крім червоної, змінюють свою швидкість по траєкторіях. Внутрішні кулі рухаються швидше, коли вони знаходяться ближче до нижньої частини філе, порівняно з тим, як вони рухаються, коли вони знаходяться у верхній частині філе. Навпаки, зовнішні кулі рухаються швидше, коли вони вгору, ніж коли вони опускаються. (Зверніть увагу, що фізкультурник показує повні орбітальні траєкторії всіх кульок, навіть тих, які могли б потрапити на Землю. Це для того, щоб ви могли порівняти орбітальні траєкторії один одного.

Ці речі були зовсім не зважаючи на картину в Ньютонах Принципи очевидний. Однак анімація їх чітко ілюструвала. Згадану поведінку орбітальних траєкторій можна спостерігати ще простіше за допомогою анімації лише трьох кульок. В той же проміжок часу кульки залишають за собою бліді сліди. Це дозволить вам набагато краще дослідити ефект. Тож натисніть на посилання лише три кульки і не забудьте натиснути кнопку відтворення!

У природничих науках моделювання майже завжди є детермінованим. Під детермінованим моделюванням ми маємо на увазі модель, яка еволюціонує з часом відповідно до наперед визначеної математичної моделі. Моделі, що керують спортсменами, можуть відповідати або не відповідати фізичній реальності. Ми часто пропонуємо вам кілька моделей і просимо визначити, яка з них сумісна з експериментом. Не вважайте, що кожне з наших моделювань регулюється законами фізики!

Важливо не плутати детермінований з прогностичним. Симуляції, що виконуються на основі випадкових чисел, містять велику кількість параметрів або демонструють хаотичну поведінку, не часто передбачувані в тому сенсі, що їх поведінка дуже чутливо залежить від початкових умов. Однак навіть якщо ми не можемо визначити динамічні деталі, модель все одно може надати корисну інформацію про типи поведінки, які можуть виникнути.