V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Наука о механизмах с древнейших времен занимала важнейшее место в жизни человека. Например, был найден Антикиферский механизм, изготовленный древними греками 2000 лет назад, который был найден на дне моря. Предположительно, он использовался для расчета солнечных и лунных циклов. Без развития механики был бы невозможен человеческий прогресс.

Дисциплина теоретическая механика занимает одно из важнейших мест в обучении студентов в высших учебных заведениях. Самое главное при изучении курса, чтобы каждый студент не бессмысленно «заучивал» полученный материал лекции, а понимал его. И видя любую задачу перед собой, мог мыслить нестандартно, анализировать, представлять, что будет происходить с данным механизмом, «прокручивать» у себя в голове различные варианты решения. В этом может помочь программа «Живая физика», дающая любому студенту без проблем воспроизвести расчетный двухмерный механизм в действии. Программа представляет собой компьютерную проектную среду, приспособленную для использования в учебных целях. Разобраться с данной программой можно даже не имея опыта, что очень важно, т.к. теоретическая механика является естественной наукой, и непосредственно опирается на результаты опыта, практики и наблюдений. При помощи программы можно проводить демонстрации. Конечно, как и у любой программы у нее есть минус - программа работает только в двумерном измерении и не позволяет задавать движения тел по формулам.

При помощи программы «Живая физика» можно моделировать двумерные задачи любого рода. Причем, каждому отдельному телу можно задавать определенные значения массы, момента инерции, силу трения скольжения, плотность, а также материал. Задав значения масс, радиусы, можно получить графики изменения кинетической, потенциальной и полной энергии. Определить равнодействующую сил, момента импульса и многого другого. Все это доступно обычному студенту, который может легко разобраться в этой программе и научиться работать в ней за короткий срок. Модель можно сопроводить регуляторами, которые позволяют менять значения параметров прямо в ходе эксперимента (масса, начальное положение, скорость, сила трения, упругость и т.д.) и измерителями для наблюдения за изменениями величин (диаграмма, график или численное значение).

Ниже представлен рисунок, где в ходе опыта выводится графики изменения поступательной кинетической энергии, момента импульса, времени и есть регуляторы массы, момента инерции и многое другое. Например, при изменении регулятором массы значения массы большого цилиндра система медленней или быстрей опускается вниз.

Моделирование задач с программой «Живая физика» позволяет наглядно представить движение механической системы. Создав собственную модель студент может провести численный эксперимент, при этом малейшие изменения в заданных параметрах системы приводят к изменениям в ее движении и отображаются на экране компьютера в виде анимации

Код для цитирования: Скопировать