Izrada simulacija u teorijskoj fizici pomoću programskog jezika Python

diplomski rad

• Naslov (engleski): Making simulations in theoretical physics using the Python programming language
• Autor: Mihovil Herceg
• Mentor: Tamara Nikšić (mentor)
• Član povjerenstva: Tamara Nikšić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Andrej Novak (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Dalibor Paar (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Katarina Jeličić (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Goranka Bilalbegović (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Prirodoslovno-matematički fakultet; (Fizički odsjek); Zagreb
• Datum i država obrane: 2022-06-10, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: PRIRODNE ZNANOSTI; Fizika

Sažetak

Programski jezik Python je široko rasprostranjen i ima razne primjene, kako u znanstvenim istraživanjima, tako i u edukaciji. Njegov paket VPython daje alate za laku izradu 3d prikaza i iscrtavanje grafova te ga možemo koristiti za izradu računalnih simulacija. Simulacije možemo koristiti kao zamjenu i nadopunu pokusima posebno kada je pokus zbog prirode istraživane pojave teško ili nemoguće izvesti u učionici. Koristeći VPython, Newtonove zakone gibanja i zakon gravitacije možemo napraviti računalne simulacije planetarnog gibanja, točnije simulaciju gibanja dva tijela koja međudjeluju gravitacijskom silom. Iz tih simulacija možemo prikazati Keplerove zakone koji opisuju orbite planeta oko Sunca. Također se može prikazati gravitacijska praćka, manevar koji koriste međuplanetarne letjelice za promjenu smjera i iznosa brzine. Izrađene simulacije možemo koristiti u nastavi fizike kako bi pružili učenicima interaktivno okruženje u kojemu mogu proučavati Keplerove zakone i gravitacijsku praćku te vođeni nastavnikom doći do zaključaka o gibanjima planeta oko Sunca i gravitacijskoj praćki.

Sažetak (engleski)

The Python programming language is widespread and has various applications, both in scientific research and in education. Its VPython package provides tools for easy 3d rendering and graphing so it can be used to create computer simulations, Simulations can be used as a replacement and supplement to experiments, especially when the experiment is difficult or impossible to perform in the classroom due to the nature of the researched phenomenon. Using VPython, Newton's laws of motion and the law of gravity we can make computer simulations of planetary motion, more precisely the simulation of motion of two bodies interacting with gravitational force. From these simulations we can show Kepler's laws describing the orbits of the planets around the Sun. Gravitational slingshot, a maneuver used by interplanetary spacecraft to change velocity, can also be shown. The simulations created can be used in physics class to provide students with an interactive environment in which they can study Kepler’s laws and gravitational slingshot guided by the teacher to come to conclusions about the motions of the planets around the Sun and gravitational slingshot.

• Ključne riječi: Python; VPython; Keplerovi zakoni; gravitacijska praćka; računalne simulacije
• Ključne riječi (engleski): Python; VPython; Kepler's laws; gravitational slingshot; computer simulation
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:935833
• Studijski program: Naziv: Fizika i informatika; smjerovi: nastavnički; Smjer: nastavnički; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: integrirani preddiplomski i diplomski; Akademski / stručni naziv: magistar/magistra edukacije fizike i informatike (mag. educ. phys. et inf.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2023-04-20 09:09:05