Zastosowanie wykresów w fizyce

Fizyka

Umiejętność tworzenia i interpretacji wykresów bardzo przydaje się na lekcjach fizyki.

Przykład 1

Rozważmy przykład rzutu ukośnego opisanego wzorem:

{x = v0 t cos(α),
{y =v0 t sin(α) - 9,81 t2/2,
gdzie:
α - kąt, pod jakim rzucamy,
t - czas trwania ruchu,
v0 - prędkość początkowa/

W naszym przykładzie zakładamy, że ruch trwa 1 sekundę, a więc t € <0,1>.
Sporządzimy wykresy tego ruchu dla α = 45 i trzech prędkości początkowych : v0 = 4m\s, v0 = 6m\s i v0 = 7m\s.

Przykład 2

Prześledźmy symulację pracy oscyloskopu z wykorzystaniem programu do wykresów funkcji definiowanych w postaci parametrycznej. Funkcja nasza ma postać:
{x = sin(t),
{y = sin(t + φ),
gdzie:
t - czas,
φ - przesunięcie fazowe.

Sporządzamy wykresy dla czasu t € <0, 2π> i różnych wartości φ. Takie same wykresy będą widoczne na oscyloskopie, jeśli do płytek XX i YY podłączymy sygnały sinusoidalne o tej samej częstotliwości (okresie) przesunięte względem siebie o kąt φ.
Przyjmując bardziej ogólną postać sygnałów sinusoidalnych y = sinusoidalnych sin( Bt +φ) (gdzie A to amplituda) i zmieniając( np.powiększając) zakres zmian parametru t, możemy obserwować ciekawe efekty.
Technologia informacyjna w tym przypadku pozwoli nam na bardziej precyzyjne i szybsze wyciąganie właściwych wniosków niż w pracy z rzeczywistym oscyloskopem i generatorami sygnałów sinusoidalnych. Pamiętaj jednak, że z praktyki rzeczywistej nie wolno całkowicie zrezygnować!!

Przykład 3

Science Workshop jest programem obsługującym interfejs pomiarowy o tej samej nazwie, wyprodukowany przez amerykańską firmę Pasco. Z jego pomocą można wykonywać rzeczywiste doświadczenia fizyczne, których przebieg jest monitorowany komputerowo. Dzięki czujnikom podłączanym do interfejsu , komputer może zbierać i analizować wyniki pomiarów różnych wielkości fizycznych, przez co staje się doskonałym narzędziem wspomagającym wykonywanie doświadczeń. Bogata biblioteka doświadczeń sprawia, że Science Workshop może być wykorzystany nie tylko do nauki fizyki, ale także chemii, biologii itd. (http://www,pasco.com).

Przykład 4

Fido (Fizyczne Doświadczenia) to pakiet programów polskiej firmy Nahlik Soft. Poszczególne programy w atrakcyjny sposób demonstrują rozmaite zjawiska fizyczne. Na przykład można przeprowadzać komputerowe symulacje różnego rodzaju rzutów, nakładania fal, dyfrakcji, zjawisk elektrycznych i elektrostatycznych. Użytkownik może zmieniać wszystkie parametry doświadczenia ( w wersji demonstracyjnej możliwości te są ograniczone) i na bieżąco obserwować efekty wprowadzonych zmian. Istnieje także możliwość np. analizy elektrycznych obwodów rozgałęzionych - odwiedź internetową stronę http://www.nahliksoft.com.pl.

Astronomia

SkyGlobe jest jednym z wielu programów umożliwiających komputerową „obserwację” nieba. Bez wyglądania za okno można zobaczyć gwiazdy, planety, Drogę Mleczną i mnóstwo innych obiektów. Komputerowe planetarium pokazuje niebo widziane z wybranego miejsca na Ziemi w zadanych dniu o zadanej porze. Możliwa jest podróż w przeszłość lub przyszłość na przestrzeni tysięcy lat. Animacje z różnymi prędkościami pozwalają łatwiej zrozumieć zasady poruszania się ciał niebieskich. Mimo, iż SkyGlobe nie jest programem nowym, jego duże możliwości i niewielkie wymagania sprzętowe czynią z niego cenne narzędzie dla każdego miłośnika astronomii.

Ciekawą pomocą w lekcjach astronomii może być Internet. W Internecie możesz znaleźć wiele stron związanych z astronomią i astronautyką. Proponujemy ci przejrzenie stron : Planetarium Śląskiego w Chorzowie(http://www.entropia.com.pl/planetarium), Planetarium w Toruniu (http://planetarium.torun.pl), oficjalnej strony NASA (http://www.nasa.gov), NASA po polsku(http://www.nasa.warka.pl), Stowarzyszenia Astronomii Amatorskiej Solaris (http://www.solaris.z.pl).

Powyższe przykłady przedstawiają zaledwie część możliwości wykorzystania narzędzi technologii informacyjnej w różnych dziedzinach i na lekcjach różnych przedmiotów. Oferta oprogramowania edukacyjnego i użytkowego jest ciągle wzbogacana. Najlepszym źródłem informacji w tym zakresie jest Internet.
Niektóre programy użytkowe mogą być wykorzystywane w różnych dziedzinach. Dotyczyć to może np. oprogramowania do sporządzania wykresów funkcji. Oprócz zastosowania w matematyce można je wykorzystywać do rozwiązywania problemów technicznych w różnych przedmiotach zawodowych. Przykładowo dzięki takim programom można zasymulować pracę oscyloskopu, sporządzić charakterystykę widmową wzmacniacza, wykreślić ruch toru pocisku w różnych warunkach, wykonać wykresy czasowe napięć i prądów w obwodach elektrycznych itp.

Wśród bogatej oferty oprogramowania użytkowego na pewno znajdziesz takie, które możesz wykorzystać na różnych przedmiotach oraz w zastosowaniach praktycznych w różnych dziedzinach życia.