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Horst Hübel Würzburg 2005 - 2014
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Physik-Lernen mit dem Computer |
Programmpaket FORPHYS © Horst Hübel, Würzburg 2007 |
Programme*)
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| "Messprogramme" |
ORESME:
Ein Fahrzeug wird auf dem Bildschirm mit der Maus hin-und
hergeschoben. Die t-x- und t-v-Graphen werden nach Wunsch synchron
mitgezeichnet: dient zum Training des Graphenlesens
MONSTER: Ein "Monster" läuft über den Bildschirm an Marken vorbei; der Bediener kann die Bewegung durch Tastendruck ausstoppen und dann Graphen zeichnen lassen; für Schülerversuche geeignet. Download MONSTER
GALILEI: Auf der geneigten Kugelrinne läuft eine Kugel an willkürlichen vorgegebenen Marken vorbei. Durch Tastendruck wird die jeweilige Zeit gestoppt. Die Auswertung liefert x(t)-, v(t), a(t)-Diagramm und erlaubt den Nachweis von F prop. a.
Simulationen
SUPWURF:
Verschiedene Würfe lassen sich hier in Simulationen untersuchen,
oder durch Überlagerung von 2 Bewegungen erklären.
ANHARMON:
Für wählbare Potentiale wird die Bewegung simuliert; synchron werden
u.a. t-x- und t-v-Diagramme mit gezeichnet; besonders geeignet
um die Besonderheit der harmonischen Schwingung zu zeigen: die
Schwingungsdauer ist hier unabhängig von der Amplitude.
STRABAHN:
der Führerstand einer Straßenbahn wird simuliert; je nach Wahl der
positiven oder negativen Beschleunigung ergeben sich bestimmte
Veränderungen der sichtbaren Bewegung, die auf Wunsch durch t-x-,
t-v- und t-a- bzw. t-F- Diagramme illustriert wird; dient zum
Training des Graphenlesens.
SPEZLAD:
Als häuslicher Schülerversuch gedacht: Der Schüler soll mit einem
simulierten Fadenstrahlrohr e/m bestimmen; übt die
Auswertungsmethode ein; auch Grundlage von Schüler-Kurzreferaten,
mit der verschiedene Abhängigkeiten (Umlaufszeit, Bahnradius,
Energie) von unterschiedlichen Parametern untersucht werden sollen
(Magnetfeld, Spannung).
KEPLER:
Simuliert reale Planeten, verschafft damit also einen Überblick über
unser Planetensystem; erlaubt aber auch die "experimentelle
Untersuchung" der Kepler-Gesetze: Die Parameter der Bahnkurven
können ausgemessen werden, ihre Abhängigkeit von Energie und
Drehimpuls untersucht, das Flächengesetz ausgemessen und der
Einfluss von anderen Kraftgesetzen auf die Bahnkurve untersucht
werden. Es können auch eigene Planeten mit willkürlich wählbaren
Bahnparametern "geschaffen" werden.
HELIOGEO:
vergleicht nach einem Vorschlag von Treitz das heliozentrische mit
dem geozentrischen System; beide Systeme sind durch eine
Koordinatentransformation auseinander hervorgegangen, sind also
gleich richtig; das Bezugssystem des Beobachters wird als
wesentlicher Punkt für die Beurteilung der beiden Systeme
herangezogen. Besonders eindrucksvoll ist es, wenn die relative
Konstellation einiger Planeten (verbunden durch Strecken) in beiden
Systemen sich als identisch herausstellen. Das Programm erlaubt eine
Entwicklung der Argumentation im Unterricht, weil z.B. einzelne
Planeten ab- und angeschaltet werden können.
KAUSALIT:
Dient zur Entwicklung und Erläuterung der Methode der kleinen
Schritte: Ausgehend von Schemata zum Begriff der Kausalität (2. NG)
werden Flussdiagramme für die Methode d. kl. Schritte dargestellt;
dann wird die Simulation für eine harmonische Schwingung erst
langsam zum Mitrechnen im Kopf, dann schneller vorgeführt.
PTLADUNG:
elektrische Felder von wenigen Punktladungen werden schrittweise auf
dem Bildschirm konstruiert; dient zum Verständnis, wie die
Feldlinienbilder aus den Coulomb-Kräften einzelner Ladungen
entstehen. Möchten Sie schnell ganze Feldkonstellationen zeigen,
sind andere Programme geeigneter (z.B. E-FELD von Girwidz)
LEISTRES:
dient zur Erläuterung der Resonanz eines Pendels; dazu wird die
erregende Kraft F und die Geschwindigkeit v der angeregten
Pendelbewegung untersucht; ihr Produkt ist die Leistung P = F.v ,
die vom Erreger an das Pendel übertragen wird. Es wird gezeigt, dass
im Resonanzfall diese Leistung stets nichtnegativ ist, es wird
ständig Energie zugeführt, die als Wärme wieder abgegeben wird.
Verschiedene Kopplungsarten, die Einfluss auf den Verlauf der
Resonanzkurve haben, sind wählbar.
SELBINDU:
Simuliert Ein- und Ausschaltvorgänge an der Spule. Da alle Parameter
verändert werden können ist ein leichter Vergleich mit analytischen
Rechnung zu Spitzenspannung, Maximalstromstärke, Zeitkonstante in
Abhängigkeit von den Parametern der Schaltung leicht möglich.
KONDSCHA:
Analog für Ein- und Ausschaltvorgänge am Kondensator
ERZWUSCH:
Hilft den Schülern, ein Gefühl für die Vorgänge bei der Resonanz zu
entwickeln; sie sollen durch Tastendruck (+ oder -) ein Pendel zum
Schwingen anregen; durch Probieren finden sie schnell heraus: Die
Energiezufuhr muss "im richtigen Rhythmus" (mit der richtigen
Frequenz) und "zum richtigen Zeitpunkt" (mit der richtigen Phase)
erfolgen.
WELLEN: Simuliert die Schwingung einer Pendelkette von 2 bis ca. 50 Pendelkugeln; fast alle Parameter der linearen Kette können eingestellt und untersucht werden. Auch geeignet zur Untersuchung von Eigenschwingungen von Systemen mit wenigen Kugeln. Erlaubt das Studium von Welleneigenschaften, von Phononen in Festkörpern und von Eigenschwingungen. Wegen des verwendeten Modells der linearen Kette kommt es allerdings zur Dispersion: einige Eigenschaften der zu beobachtenden Wellen widersprechen physikgemäß Vorstellungen von einer idealen Welle.
Sollten sich Fragen ergeben: wenden Sie sich bitte an den Autor! E-Mail: horst.huebel bei t-online.de
*)Nicht mehr verfügbar!