Исследовательский проект “Моделирование взаимодействия разных систем небесных тел”
Автор: Межевова Софья Леонидовна
Место работы/учебы: МАОУ №186, Нижний Новгород, 11 класс
Научный руководитель: Маликова Вера Николаевна, учитель информатики
Аннотация
Учитывая сегодняшние проблемы с экологией Земли, проблемы перенаселения, недостаточности ресурсов и невозможность вечного существования нашей Солнечной системы, ученые уже давно задаются вопросом поиска альтернативных планет. Исследователи Зигфрид Эггль из Лаборатории реактивного движения НАСА и Макс Попп из Принстонского университета и Института метеорологии Общества Макса Планка показали, что планеты земного типа в системах двойной звезды могут быть пригодными для жизни, в зависимости от взаимного расположения небесных тел. Изучая разные варианты движений тел относительно друг друга, можно предполагать пригодность условий для существования жизни на определенной планете. Так же продукт работы будет полезен в учебных целях – для рассмотрения зависимостей и движений на уроках физики и астрономии или демонстрации возможностей языка программирования Python.
Гипотеза: Можно создать компьютерную модель, достаточно достоверно рассчитывающую и демонстрирующую взаимодействие небесных тел
Цель: Разработать инструмент для расчета траектории движения тел в гравитационном поле.
Задачи:
- Изучение теории физического вопроса
- Рассмотрение различных вариантов взаиморасположения тел, проведение физических расчётов
- Отбор наиболее удачных вариантов расположения
- Изучение теории программирования и компьютерного моделирования
- Создание пробных моделей, для оттачивания теоретических знаний
- Создание черновиков моделей движения планеты
- Пробная демонстрация моделей учителям физики и информатики
- Корректировка неудачных моментов, проверка достоверности
- Повтор пунктов 6,7,8 до достижения необходимого результата
- Основная защита проекта
Методы исследования: Компьютерное моделирование
Научная новизна: Изучение новых способов создания компьютерных моделей, новый инструмент для демонстраций на уроках
Значимость: Проведение работы по данному проекту расширит мои теоретические и практические знания и умения в области физики, астрономии и программировании, а также проект будет полезен для проведения наглядных демонстраций на уроках физики, астрономии и информатики
Сроки работы: 1 год(2020-2021)
Результаты
В процессе работы были изучены физические основы астрономии и основы программирования, рассмотрены различные варианты взаимодействия небесных тел с точки зрения физики, что позволило создать алгоритм для расчета и визуализации движения тел в различных системах.
Проверив достоверность полученной модели, мы окончательно достигли цели работы и подтвердили гипотезу.
Написанная расчетная программа удовлетворяет критерию необходимой нам точности и позволяет производить расчеты для различных систем на уроках физики, может служить интерактивным вариантом практических работ по астрономии, а также может быть использована в качестве демонстрации возможностей языка программирования Python и, в частности, графического модуля Tkinter на уроках информатики.
Наглядное представление процессов и зрелищность способствует повышению интереса к данной теме у учащихся, что является немаловажным для развития астрономических познаний.
Информация о характере движения небесного тела позволяет судить об условиях на его поверхности, что полезно для проведения исследований в таких целях, как поиск альтернативных планет или добыча полезных ископаемых.
Программа удобна в использовании – содержит краткие инструкции по применению. Также написана 2 часть программы (отдельный файл) для рисования уже рассчитанных траекторий по данным из файла, создаваемого в основной программе – это позволяет экономить время на расчеты при демонстрации.
Содержание работы
Если прикрепленный файл не отображается, перегрузите, пожалуйста, страницу
Загрузка...
Перезагрузить документ 
Открыть в новой вкладке Дата публикации работы: 31.08.2021
Добавить комментарий