Aprenda com Linux: simulação de física

Lernen Sie mit Linux: Physiksimulation
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O Linux oferece um ótimo software educacional e muitas ferramentas excelentes para ajudar os alunos de todas as séries e idades a aprender e praticar uma variedade de tópicos, muitas vezes de forma interativa. A série de artigos “Aprenda com Linux” oferece uma introdução a uma variedade de aplicativos e softwares educacionais.

Física é um assunto interessante e, sem dúvida, a parte mais agradável de qualquer aula / palestra de Física são as demonstrações. É muito bom ver a física em ação, mas os experimentos não precisam ficar restritos à sala de aula. Embora o Linux ofereça muitas ferramentas excelentes para os cientistas apoiarem ou conduzirem experimentos, este artigo tratará de algumas que tornariam o aprendizado da física mais fácil ou mais divertido.

1. Etapa

Degrau é um simulador de física interativo, parte de KDEEdu, o projeto educacional do KDE. Ninguém poderia descrever melhor o que Step faz do que as pessoas que o criaram. De acordo com a página do projeto, “[Step] funciona assim: você coloca alguns corpos na cena, adiciona algumas forças como gravidade ou molas e, em seguida, clica em “Simular” e a etapa mostra como sua cena irá evoluir de acordo com as leis da física. Você pode alterar todas as propriedades dos corpos / forças em seu experimento (mesmo durante a simulação) e ver como isso mudará o resultado do experimento. Com o Step, você pode não apenas aprender, mas sentir como a física funciona! ”

Embora seja claro que requer Qt e várias dependências específicas do KDE para funcionar, projetos como este (e o próprio KDEEdu) são parte da razão pela qual o KDE é um ambiente tão incrível (se você não se importar em rodar um desktop mais pesado, é claro )

Step está nos repositórios Debian; para instalá-lo em derivados, basta digitar

em um terminal. Em um sistema KDE, ele deve ter dependências mínimas e instalar em segundos.

O Step tem uma interface simples e permite ir direto para as simulações.

Você encontrará todos os objetos disponíveis no lado esquerdo. Você pode ter diferentes partículas, gás, objetos moldados, molas e diferentes forças em ação. (1) Se você selecionar um objeto, uma breve descrição dele aparecerá no lado direito (2). À direita, você também verá uma visão geral do “mundo” que você criou (os objetos que ele contém) (3), as propriedades do objeto atualmente selecionado (4) e as etapas que você realizou até agora (5).

partes da etapa da física

Depois de colocar tudo o que deseja na tela, basta pressionar “Simular” e observar o desenrolar dos eventos à medida que os objetos interagem uns com os outros.

physics-step-simulate1

simulador de passo de física 2

simulador de passo de física 3

Para conhecer melhor o Step, basta pressionar F1. O Centro de Ajuda do KDE oferece um ótimo e detalhado manual de etapas.

2. Lightspeed

Lightspeed é um simulador simples baseado em GTK + e OpenGL que tem como objetivo demonstrar o efeito de como alguém pode observar um objeto em movimento rápido. A velocidade da luz simulará esses efeitos com base na relatividade especial de Einstein. De acordo com a página do sourceforgeQuando um objeto acelera para mais de alguns milhões de metros por segundo, ele começa a aparecer distorcido e descolorido de maneiras estranhas e incomuns, e conforme se aproxima da velocidade da luz (299.792.458 m / s), os efeitos se tornam cada vez mais bizarros. Além disso, a maneira pela qual o objeto é distorcido varia drasticamente com o ponto de vista do qual é observado.

Esses efeitos que entram em jogo em velocidades relativas são:

  1. A contração de Lorentz – faz com que o objeto pareça mais curto
  2. O deslocamento Doppler vermelho / azul – altera os tons de cor observados
  3. O efeito farol – clareia ou escurece o objeto
  4. Aberração óptica – deforma o objeto de maneiras incomuns

Lightspeed está nos repositórios Debian; para instalá-lo, basta digitar:

A interface do usuário é muito simples. Você obtém uma forma (mais podem ser baixadas do sourceforge) que se moveria ao longo do eixo x (a animação pode ser iniciada processando “A” ou selecionando-a no menu de objetos).

física-velocidade da luz

Você controla a velocidade de seu movimento com o controle deslizante do lado direito e observa como ele se deforma.

física-velocidade-luz-deformar

Alguns controles simples permitirão que você adicione mais elementos visuais

física-velocidade-luz-visual

Os ângulos de visão podem ser ajustados pressionando o botão esquerdo, do meio ou direito e arrastando o mouse ou no menu Câmera, que também oferece alguns outros ajustes, como cor de fundo ou modo gráfico.

Menção notável: Physion

Physion parece um projeto interessante e um software atraente para simular a física de uma forma muito mais colorida e divertida do que os exemplos acima permitiriam. Infelizmente, no momento em que este artigo foi escrito, o website oficial estava tendo problemas e a página de download não estava disponível.

A julgar pelos seus vídeos no Youtube, deve valer a pena instalar o Physion assim que uma linha de download estiver disponível. Até então podemos apenas curtir este vídeo de demonstração.

Você tem outro aplicativo favorito de simulação / demonstração / aprendizado de física para Linux? Por favor, compartilhe conosco nos comentários abaixo.

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Routech

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