Интерактивная наука и наглядная математика
Управляйте роботом-манипулятором. Загляните внутрь двигателя. Исследуйте фигуру, которую нельзя взять в руки. Открывайте физику, математику и астрономию через эксперименты, которые отвечают на ваши действия.
Посмотреть программы Что новогоФизика и математика доступны для Windows
Одна идея: понимание через взаимодействие.
Что нового ·
40 новых модулей по физике и 40 по математике расширяют коллекции до 180 и 160. Во всех программах знакомые эксперименты также получили более насыщенные 3D-сцены, новые элементы управления и более наглядные способы увидеть, что происходит.
Своими руками
Возьмите управление шестиосевым манипулятором, поднимайте физические объекты, наводите порядок на верстаке или стройте башню. Переключайтесь между ручным управлением и автоматическими программами.
В физическую лабораториюЗагляните внутрь
Прозрачные цилиндры двигателей, стеклянные приборы, ветвящаяся плазма и открытый токамак показывают движение, стоящее за моделью. Переработанное освещение и материалы придают каждому прибору собственный характер.
Смотреть новые экспериментыПоиграйте со структурой
Превратите кубик Рубика в эксперимент с перестановками, исследуйте неориентируемые поверхности и найдите путь через трёхмерный лабиринт. Новые темы охватывают алгоритмы, криптографию и теорию вероятностей.
К математикеДля любознательных
Это настольные эксперименты, которые можно исследовать в своём темпе. Подойдут для урока, демонстрации, наглядного объяснения или вечера в духе «а что будет, если…?»
Откройте тему, которая вас зацепила, — от магнитного удержания плазмы до четырёхмерной фигуры.
Подберите доступные параметры, поверните сцену или попробуйте другое начальное условие.
С помощью сопровождающих графиков, измерений и пояснений свяжите картинку с идеей.
01 / Физический мир
40 новых модулей180 интерактивных модулей
180 интерактивных модулей охватывают механику, волны, оптику, электромагнетизм, квантовые явления, жидкости и термодинамику. Работайте с физическими объектами, рассматривайте детальные 3D-приборы и связывайте движение с измерениями в реальном времени.
Среди недавних добавлений — мастерская с роботом-манипулятором, термометр Галилея, катушка Тесла с плазменным шаром, реагирующим на прикосновение, и прозрачный звездообразный двигатель. Двигатель постоянного тока, ветряная турбина, токамак, песочные часы и многие другие эксперименты теперь предлагают более богатые сцены и больше поводов для исследования.
Попробуйте робота-манипулятора: захватите объект сами, а затем позвольте автоматической программе рассортировать объекты или построить башню. Следите за траекторией захвата и физической реакцией объектов.
Откройте камеру, чтобы увидеть траектории частиц. Измените поля и ток плазмы, а затем сравните удержание и потери на стенках.
Коснитесь виртуального стекла и наблюдайте, как плазменные нити собираются вокруг точки контакта. Переключите режим, чтобы исследовать катушку Тесла.
Смотрите сквозь семь прозрачных цилиндров и следите за впрыском топлива, зажиганием, движением поршней и четырёхтактным циклом.
Нагревайте или охлаждайте жидкость и наблюдайте, как пронумерованные стеклянные поплавки всплывают и тонут при изменении баланса между весом и выталкивающей силой.
Изучите ротор, магнитные полюса, щётки и коллектор. Измените питание и нагрузку, а затем наблюдайте, как отвечает двигатель.
Осмотрите ротор и открытую гондолу. Меняйте ветер и рабочие параметры, чтобы исследовать скорость, нагрузку и мощность.
Наблюдайте трёхмерное течение сыпучего материала сквозь стеклянные колбы. Переверните часы и исследуйте, как горлышко и трение влияют на поток.
Рассмотрите медную обмотку и верхний электрод, пока над катушкой вспыхивают ветвящиеся электрические разряды.
Следите за движением вытеснителя, рабочего поршня и маховика, пока горячая и холодная области меняют давление газа.
Загляните в цилиндр и свяжите фазы газораспределения, давление пара и движение поршня с вращением маховика.
Исследуйте резкий подъём уровня воды там, где мелкий быстрый поток переходит в более глубокое и медленное течение.
Исследуйте молекулярные диполи, их отклик на электрическое поле и геометрические признаки водородных связей в 3D-модели.
Посмотрите, как анкерный механизм (спуск) даёт маятнику небольшие импульсы и при этом позволяет колёсной передаче часов продвигаться на один шаг за раз.
02 / Узоры, формы и доказательства
40 новых модулей160 интерактивных модулей
160 интерактивных модулей делают наглядными геометрию, топологию, фракталы, математический анализ, алгебру, теорию вероятностей и алгоритмы. Поверните поверхность, измените построение или проследите алгоритм шаг за шагом.
Расширенная коллекция добавляет эксперименты с перестановками кубика Рубика, неориентируемыми поверхностями, генерацией лабиринтов и повторяющимися симметриями, а также новые модули по криптографии, оптимизации и теории вероятностей. Исследуйте эти идеи вместе с фракталами, узлами и геометрическими построениями из этой программы.
Попробуйте кубик Рубика: выполните два поворота граней в одном порядке, а затем в обратном. Разница — это эксперимент с некоммутирующими операциями.
Исследуйте неориентируемые поверхности в 3D, включая бутылку Клейна, привычное пространственное представление которой проходит сквозь само себя.
Сгенерируйте лабиринт, пройдитесь по его коридорам и проследите за поиском маршрута через трёхмерный лабиринт.
Исследуйте, как переносы, повороты и отражения организуют повторяющиеся узоры на плоскости.
Меняйте числа оборотов, следуйте за цветной кривой и исследуйте, как устроен торический узел.
Исследуйте сложные трёхмерные фракталы, построенные по полям расстояний.
Подбирайте параметры суперформы и исследуйте гладкую, колючую и неожиданную трёхмерную геометрию.
Приближайте множество Мандельброта и выясните, где численная точность начинает влиять на картинку.
03 / За пределами нашей планеты
В разработке32 интерактивных модулей
Исследуйте орбитальную динамику, звёзды, наблюдения и космологию с помощью интерактивных астрономических моделей. Следите за частицами колец, рассмотрите гравитационную линзу или изучите геометрию луча пульсара.
Развивающаяся коллекция связывает вид в пространстве с величинами, которые может измерить наблюдатель. Экспериментируйте с планетными системами, сближениями звёзд и кривыми блеска, помня о допущениях и масштабе каждой модели.
Взгляд на работу, которая ещё идёт. Ссылки на магазины появятся здесь, когда программа выйдет.
Попробуйте кольца Сатурна: сравните орбитальные периоды и посмотрите, как расходятся частицы на разных радиусах.
Рассмотрите модель аккреционного диска и свяжите его спиральную структуру с орбитальным движением и сопровождающими графиками.
Измените параметры сближения и наблюдайте, как гравитация перестраивает две взаимодействующие звёздные системы.
Исследуйте, как линза меняет видимую форму и положение фонового источника.
Измените геометрию наблюдения и посмотрите, как вращающийся луч порождает наблюдаемый импульс.
Сравните пылевой и ионный хвосты кометы на её пути по орбите.
Что стоит за картинкой
Численные симуляции, геометрические построения и визуализации алгоритмов реагируют на ваши действия. В отдельных модулях используются разные модели, приближения и визуальные масштабы.
Приложения для Windows написаны на C#/.NET и OpenGL, в отдельных модулях используется ускорение на GPU. Требования к графике различаются; системные требования смотрите на странице в соответствующем магазине.
Программы включают 23 языков интерфейса, полнота перевода зависит от языка. Симуляции выполняются локально на вашем компьютере.
Несколько практических вопросов
Makarov Physics Suite и Makarov Math Suite доступны для Windows в Steam и Microsoft Store. Makarov Astronomy Suite находится в разработке; изображения здесь показывают её текущую версию в разработке.
Коллекции выросли на 40 модулей по физике и 40 по математике и достигли 180 и 160 соответственно. Многие существующие модули также переработаны: детальные 3D-приборы, более информативные элементы управления, прозрачные детали, освещение и материалы. В галереях — реальные снимки из недавних сборок; нажмите на любое изображение, чтобы рассмотреть полный скриншот приложения.
Коллекции сочетают интерактивные 3D-сцены с двумерными полями, графиками, геометрическими построениями и пошаговыми визуализациями. Для каждой темы выбрано представление, которое лучше всего подходит исследуемой идее.
Вы можете исследовать отдельные эксперименты, демонстрировать понятия и сравнивать эффект от изменения параметров. Многие модули включают пояснения, измерения и предлагаемые эксперименты, которые направляют дальнейшее исследование.
Симуляции выполняются локально. Подключение нужно для загрузки и обновления приложений через выбранный магазин; действуют требования магазина к учётной записи и лицензированию.
Нативная версия на Swift и Metal находится в разработке. Ссылки на магазины на этой странице ведут к выпущенным продуктам для Windows.
Независимый проект · С 2004 года
Я Михаил Макаров, разработчик программного обеспечения из Мюнхена. Первую версию этого проекта я написал в 2004 году на Delphi и OpenGL для уроков физики. Сегодня я заново создаю и расширяю ту же идею: дать абстрактному понятию форму, которую можно рассмотреть, изменить и понять.