Виртуальные лабораторные работы по физике

О компании

Компания VisualMathStart занимается разработкой программ для моделирования физических процессов и явлений, изучаемых в школе. Основной задачей таких программ является повышение качества школьного образования за счет появления у учащихся интереса к преподаваемому материалу. Использование компьютерного моделирования в учебном процессе способствует появлению у школьников мотивированности к получению знаний, может превратить их в самостоятельных заинтересованных исследователей.  Более подробно об использовании компьютерного моделирование в школе можно узнать в разделе   "Для учителей физики".

Набор программ для компьютерного моделирования физических процессов StartFlow

В набор для компьютерного моделирования физических процессов StartFlow входят следующие программы:

  1. Газодинамический симулятор StartFlow
  2. Гравитационный симулятор
  3. Маятник
  4. Колебание струны
  5. Полет снаряда
  6. Тепловой стержень
  7. Имитационное моделирование теплопроводности
  8. Имитационное моделирование газовых процессов

Более подробно о том, чем отличается предлагаемый компанией VisualMathStart подход к компьютерному моделированию от тех виртуальных лабораторный работ, которые на сегодняшний день предлагаются учителям, Вы можете узнать в разделе "Виртуальные лабораторные работы".

1. Газодинамический симулятор StartFlow

Пакет для компьютерного моделирования процессов физики газов StartFlow идеально подходит для преподавания таких разделов школьной программы по физике, как молекулярная физика, термодинамика, механические волны, звук, течения жидкостей и газов.

Газодинамический симулятор StartFlow - это уникальный продукт на рынке программного обеспечения. Являясь серьезной научной разработкой, он максимально адаптирован к использованию в школьном образовании. Интерфейс StartFlow разрабатывался специально для школы, и поэтому он очень прост в использовании и имеет большие графические возможности.  Удобство, лёгкость использования и интуитивно понятный интерфейс позволяют несколькими движениями мыши запустить моделирование интересуемого газодинамического процесса.

Более подробно о газодинамическом симуляторе StartFlow…

2. Гравитационный симулятор

Гравитационный симулятор предназначен для моделирования движения планет в космическом пространстве. С его помощью можно смоделировать процесс вращения планет и других небесных тел вокруг звезды.

Компьютерное моделирование даст наглядное представление о том, как движутся космические тела по вытянутым эллиптическим орбитам. Математическая модель, основанная на законе гравитационного притяжения, даст возможность исследовать редкие и необычные поведения небесных тел, когда их гравитационное взаимодействие друг с другом вынуждает их менять свои орбиты.
Более подробно о гравитационном симуляторе…

3. Маятник

Программа для моделирования движения маятника позволяет проводить полный анализ колебательной системы, рассчитывая ее основные характеристики: изменение с течением времени кинетической и потенциальной энергий, веса груза, фазовую траекторию.

Более подробно о программе «StartFlow  Маятник»…

 

4. Колебание струны

При изучении такого раздела физики как поперечные волны очень наглядным и показательным будет проведение компьютерного моделирования колебания натянутой струны. В программе «StartFlow  Колебание струны» можно задавать различные способы натяжения струны, способы закрепления концов струны, коэффициент ее упругости

Более подробно о программе «StartFlow  Колебание струны»…

 

5. Полет снаряда

Данная программа предназначена для моделирования полета снаряда при выстреле. Моделирование полета снаряда проводится в реальном времени. В программе предлагается в игровой форме исследовать зависимость дальности полета снаряда от угла выстрела.

Более подробно о программе «StartFlow  Полет снаряда»…

6. Тепловой стержень

Программа "StartFlow  Тепловой стержень" предназначена для моделирования процесса теплопередачи в стержне. Задавая такие параметры материала стержня, как теплопроводность теплоемкость и плотность, а также задавая различные температурные условия на концах стержня, можно наглядно визуализировать процесс изменения температуры по длине стержня.

С помощью этой программы можно также моделировать процессы теплопередачи в одномерной постановке, например распространение тепла вглубь объемного тела. Примером такой одномерной задачи может служить прогрев почвы от
поверхности вглубь.

7. Имитационное моделирование теплопроводности

Имитационная модель, заложенная в эту программу, позволяет моделировать процессы твердотельной теплопроводности. Особенностью данной имитационной модели является то, что она может рассчитывать передачу тепла в материале со сложной пористой структурой. То есть появляется возможность исследовать изменение теплопроводящих свойств материала при появлении в нем той или иной пористой структуры. А ведь все теплоизолирующие материалы, в том числе и одежда, которую носит человек, являются материалами с большой пористостью.

То есть данная программа в основном нацелена качественное изучение процессов теплообмена в пористой среде с целью повышения уровня понимания школьниками физических основ процессов, связанных с теплообменом.

 

8. Имитационное моделирование газовых процессов

В данной программе используется одна из самых простых имитационных моделей газа, позволяющая проводить моделирование физических процессов на молекулярном уровне. Не смотря на свою простоту, эта модель наглядно иллюстрирует то, как взаимодействие большого количество молекул на микроуровне приводит к формированию газодинамических процессов на макроуровне, которые мы уже можем наблюдать (ударные волны, течения газа).

Суть данной имитационной модели (она называется НРР-газ) заключается в том, что она использует намного меньшее количество молекул газа, чем понадобилось бы в реальности для получения макро эффектов (явлений на макроуровне). Модели данного класса (к этому классу относится и НРР-газ) называются «решетчатыми газами», они позволяют проводить моделирование на микроуровне с помощью персональных компьютеров. Тогда как моделирование поведения молекул «в прямую», то есть со всеми теми свойствами, которые они имеют в реальности, и с тем их-количеством, которое требуется для обнаружения макро эффектов, потребовало бы огромных вычислительных ресурсов.