Centro de Simulações de Física
Simulações de fenômenos físicos baseadas em navegador. Tudo implementado diretamente em HTML Canvas sem bibliotecas externas; eles são executados ao vivo em qualquer navegador moderno.
- Laboratório interativo de física - seis widgets: movimento de projétil, órbita de dois corpos, interferência de duas fendas, espectro de corpo negro de Planck, diagrama de espaço-tempo de impulso de Lorentz, pêndulo não linear completo.
- Simulador de órbita — gravitação de dois corpos.
- Simulador de interferência de ondas.
Para problemas estáticos passo a passo, consulte biblioteca de calculadoras.
Para que servem as simulações
Uma simulação torna um modelo visível. Ele permite que o leitor altere uma quantidade de cada vez e observe como o sistema responde. Isso é especialmente útil em física porque muitas relações são proporcionais, inversas, quadradas ou periódicas, e esses padrões são mais fáceis de entender quando se movem.
As simulações vinculadas aqui são melhor usadas junto com fórmulas, e não no lugar delas. No movimento do projétil, o caminho mostra como os componentes horizontais e verticais se comportam de maneira diferente. No movimento orbital, a animação transforma a lei da gravitação de Newton em uma trajetória curva. Na interferência de ondas, as regiões claras e escuras tornam a diferença de fase concreta.
Como verificar uma simulação
Toda simulação deve ser testada em casos limites. Se a gravidade for definida como zero, um projétil não deverá curvar-se para baixo. Se duas fontes de ondas estiverem em fase e igualmente espaçadas, o padrão de interferência deverá ter simetria. Se um pêndulo começa com um ângulo pequeno, seu movimento deve se aproximar do período familiar de ângulo pequeno.
Os leitores também devem comparar o resultado visual com uma estimativa numérica. Use a biblioteca da calculadora para verificações rápidas: alcance do projétil, período do pêndulo, velocidade da onda, comprimento de onda do corpo negro e dilatação do tempo, todos possuem fórmulas que podem ser avaliadas independentemente. Quando a simulação e a estimativa discordam, a primeira questão deve ser se os pressupostos são os mesmos.
Simulações futuras devem incluir dados claros, unidades estáveis, rótulos acessíveis e uma breve nota descrevendo os limites do modelo. Isso mantém a página útil para estudo, em vez de se tornar um brinquedo visual sem contexto físico.
Para onde ir a seguir
Limites do modelo
Cada simulação de navegador é um modelo simplificado. A resistência do ar pode ser ignorada, os objetos podem ser tratados como massas pontuais, as ondas podem ser desenhadas em duas dimensões e os intervalos de tempo numéricos podem introduzir pequenos erros. Essas simplificações são aceitáveis quando a página indica o que está sendo modelado e dá aos leitores uma forma de comparar o resultado com uma fórmula conhecida.
O melhor uso de uma simulação é alterar um controle, prever a direção da mudança e então executar o modelo. Se o resultado o surpreender, faça uma pausa e identifique se a surpresa veio da física, das unidades ou das suposições incorporadas na simulação.
Para uso em sala de aula ou auto-estudo, registre os valores de entrada antes de alterá-los. Isso torna a simulação repetível e transforma a exploração visual em raciocínio baseado em evidências.