Visualisierungen zur Vorlesung Physik I, WS 2010/11
Auf dieser Seite haben wir eine Sammlung von Links auf verschiedene Visualisierungen bzw. Computer-Animationen in Form von Java-Applets zusammengestellt, deren Ziel es ist, die in der Vorlesung behandelten Inhalte zu veranschaulichen. Sämtliche hier verlinkten Applets stehen nach Herunterladens des Codes (auf den jeweiligen Homepages) auch ohne Probleme offline zur Verfügung.
Schiefer Wurf
Die ersten drei Applets beschäftigen sich mit dem schiefen Wurf:
http://www.pk-applets.de/phy/wurf/wurf.html
http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/wurf1.html
http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/wurf2.html
Das Erlernte kann man anschließend hier praktisch im Tontaubenschießen erproben.
Pendelschwingungen
Bei den nächsten Applets handelt es sich um Visualisierungen zum Thema Pendel. Darunter ist eine Animation, die sich mit dem Zusammenhang Federpendel - Kreisbewegung - Sinusfunktion beschäftigt, sowie Applets zum Verhältnis von kinetischer und potentieller Energie sowie zu den auftretenden Kräften.
Animationen zu zwei gekoppelten Faden- bzw. Federpendeln finden sich hier:
http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/koppel1.html
http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/koppel2.html
http://www.walter-fendt.de/ph14d/gekopendel.htm
Erzwungene Schwingungen und das Phänomen der Resonanz sind Gegenstand dieses Applets.
Hebelgesetz
Gegenstand der nächsten Animation ist das Hebelgesetz.
Stöße
Einen Einführungsversuch zur Impulserhaltung ähnlich wie dem in Aufgabe 39 behandelten findet man hier ("Bewegung mit Stoß").
Die nächste Animation beschäftigt sich mit dem Stoß zweier Kugeln. Dabei gibt es zahlreiche Einstellmöglichkeiten - man kann das Verhältnis der zwei Massen sowie den Stoßparameter (zentraler Stoß - nicht-zentraler Stoß) und den Energieverlust (elastischer Stoß - inelastischer Stoß) variieren.
Zentralkraftfelder - Gravitation
Zur Kreisbewegung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit betrachte man dieses Applet; dargestellt wird dabei die Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung oder die auf den Körper wirkende Kraft.
Als Veranschaulichung der Zentripetalkraft findet man hier ein Modell eines Kettenkarussells.
Das folgende Applet zeigt die Bewegung eines Teilchens in mehreren wichtigen Zentralkraftfeldern.
Die folgenden Animationen beschäftigen sich mit der Bewegung von Massen unter der Gravitationskraft. Dazu findet man hier ein Applet, bei dem man beliebig viele Körper beliebiger Masse und Geschwindigkeit erzeugen und anschließend ihre Bewegung beobachten kann. Ein einfaches Dreikörpersytem wird hier gezeigt. Ein System aus (mitbewegter) Zentralmasse und einem Planeten, deren Massenverhältnis verändert werden kann, ist Gegenstand dieser Animation.
Das nächste Applet beschäftigt sich mit der Bewegung von Planeten in energetisch gebundenen Zuständen.
Thema dieser Animation ist die erste kosmische Geschwindigkeit, Genaueres (Formeln und Rechnung) finden sich auch hier.
Visualisierungen der Keplerschen Gesetze - d.h., des ersten, zweiten und dritten Keplerschen Gesetzes - stellen die nächsten drei Applets dar.
Desweiteren findet man hier eine Animation unseres inneren Planetensystems und hier eine Simulation der Mondbahn.
Schwingungen und Wellen
Das nächste große Thema der Vorlesung sind Schwingungen und Wellen. Dazu findet sich hier ein Wellenmodell, an dem sich die Begriffe der Transversal- und Longitudinalwelle verdeutlichen kann. Eine mögliche Erklärung zu stehenden Wellen wird hier gezeigt. Das nächste Applet illustriert den Begriff der Schwebung.
Eine sehr schöne Simulation einer Wellenwanne findet sich hier, an der man sich beispielsweise den Begriff der Interferenz und auch den Dopplereffekt klarmachen kann - bitte die verschiedenen Set-ups durchprobieren und auch die 3D-Ansicht!
Weitere Applets zum Dopplereffekt werden hier gezeigt:
http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/doppler.html
http://www.schulphysik.de/java/physlet/applets/doppler2.html
http://www.walter-fendt.de/ph14d/doppler.htm
Akkustik
Die letzten vier Applets beschäftigen sich mit Akkustik; im Einzelnen verweisen wir auf ein Applet zu stehenden Wellen auf einer eingespannten Saite, sowie Visualisierungen einer quadratischen bzw. einer kreisförmigen Membran, wie man sie beispielsweise bei einer Trommel findet. Gegenstand dieses Applets sind Schwingungen eines Balkens.
Zusammengestellt von Cornelia Petrović