Результат исследования учащихся в учебном проекте Секреты моделирования
Содержание
Авторы и участники проекта
Тема исследования группы
Моделирование в физике
Проблемный вопрос (вопрос для исследования)
Как моделирование помогает изучать физику?
Гипотеза исследования
Системный подход в компьютерном моделировании позволяет создать имитационные модели, которые можно использовать для исследования процессов, происходящих даже в недоступных для человека физических системах.
Цели исследования
- ввести понятие моделирования и модели,
- дать классификацию моделей,
- раскрыть роль моделей в физике.
Результаты проведённого исследования
Во все века жила, затаена, Надежда – вскрыть все таинства природы. (В. Брюсов)
Наука представляет собой монумент, воздвигаемый ради блага общества. Каждый гражданин должен внести в него что-нибудь сообразно своим талантам. (Ш. Кулон)
Нас окружает сложный и многогранный мир. Предметом изучения школьного курса физики являются вещество, поле, а также физические явления. Для изучения этого в физике используется научный метод познания мира.
Основоположником современного метода познания нужно считать Г. Галилея.
Галилей выделял в методе научного познания четыре фазы:
- чувственный опыт;
- выдвижение гипотезы в виде аксиомы;
- математическое развитие аксиомы и вывод логических следствий;
- экспериментальная проверка гипотезы и вытекающих из нее следствий.
Что лежит в основе этого метода? Опыт, эксперимент. “Опыт – это язык, на котором можно беседовать с природой”. Г. Галилей.
Суть современного метода познания в его модельности.
Моделирование – метод научного познания, который включает построение моделей и изучение их с целью получения новых сведений о рассматриваемых физических объектах.
Модель – абстрактная система, являющаяся упрощенной копией исследуемой реальной физической системы.
Построить компьютерную модель движения двух тел.
I. Найти скорость сближения (удаления) 2-х тел.
Рассмотреть случаи:
- Тела двигаются в одном направлении.
- Тела двигаются в противоположных направлениях.
Скорости вводятся с клавиатуры после вывода на экран соответствующего приглашения. Направление движения каждого тела задаются буквами (L – влево, R – вправо)
II. Добавить ввод начальных координат тел и определить сближаются или отдаляются тела.
III. Определить расстояние между телами через время t (ввести с клавиатуры).
IV. Выводить на экран текущие координаты тел.
V. Выводить на экран картину движения тел.
Вывод
В разных системах координат одни и те же тела совершают различные движения, поэтому соответствующим выбором системы координат можно упростить описание рассматриваемого движения. Причинами, которые замедляют или ускоряют движение тела. Наблюдая движение различных тел, мы приходим к выводу, что движение любого тела вызывается или изменяется в результате его взаимодействия с другими телами. Законы динамики устанавливают связь между движением тел и причинами, которые вызвали или изменили это движение. В кинематике все системы координат равноправны, поэтому выбирают всегда ту, в которой движение выглядит проще. В этой системе отсчета мы найдем общие закономерности различных движений, а затем сможем сделать некоторые выводы о влиянии вращения Земли на рассматриваемые движения.
- Создали блог для обсуждений в группе
Заполнили Google-таблицу результатами исследования. В результате работы над проектом созданы компьютерные модели Pascal. движения малого небесного тела вблизи планеты, модель броуновского движения, модель пружинного маятника Представили результаты исследования в вики-статье. Выяснили, что для изучения физики используются модели. Правильность законов и гипотез проверяется с помощью эксперимента. В настоящее время компьютерные эксперименты широко используются учеными.
