IP Manual

Interactive PhysicsTM

∂Á¯ÂÈÚ›‰ÈÔ ÃÚ‹ÛÙË

∆Ô ÚfiÙ˘Ô ÛÙË Windows¤ 95/98/2000/NT¤
‰ËÌÈÔ˘ÚÁ›· ÂÎ·È‰Â˘ÙÈÎÒÓ Mac¤ OS 7.1 ‹ ÓÂÒÙÂÚÔ
ÚÔÛÔÌÔÈÒÛˆÓ
ÁÈ· ÙË º˘ÛÈ΋

www.interactivephysics.com

Interactive Physics™

Version IP2000

για Windows®95 & NT και Mac™OS

Εγχειρίδιο Χρήστη

Knowledge
Revolution

iii

Περιεχόµενα

Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή....................................................................................xvii
Κεφάλαιο 2
Τι είναι το Interactive Physics;............................................................................xvii
Σχετικά µε αυτό το εγχειρίδιο.............................................................................xxv

Ξενάγηση στο Interactive Physics.............................................1-1

1.1. Ξεκινώντας το Interactive Physics .............................................................1-1
1.2. ∆ηµιουργία µιας νέας προσοµοίωσης µε απλά βήµατα ..........................1-4
1.3. Εκτέλεση ενός υποδείγµατος προσοµοίωσης ...........................................1-5
1.4. ∆ηµιουργία µιας απλής προσοµοίωσης ....................................................1-6

Άνοιγµα ενός νέου εγγράφου .............................................................1-6
∆ηµιουργία κύκλου .............................................................................1-7
Αλλαγή µεγέθους κύκλου....................................................................1-8
Μετακίνηση του κύκλου σε σηµείο εκκίνησης..................................1-9
Καθορισµός της αρχικής ταχύτητας................................................1-10
Εκτέλεση της προσοµοίωσης............................................................1-12
1.5. Ιδιότητες µετρήσεων από µια προσοµοίωση ..........................................1-12
∆ηµιουργία µετρητή ταχύτητας .......................................................1-13
Αλλαγή µορφής εµφάνισης του µετρητή .........................................1-15
Εµφάνιση διανυσµάτων....................................................................1-16
1.6. Εµφάνιση ίχνους .......................................................................................1-17
1.7. Αποθήκευση µιας προσοµοίωσης ............................................................1-18
1.8. Έξυπνος Επεξεργαστής............................................................................1-18
Τροποποίηση της γεωµετρίας της συνδεσµολογίας .......................1-22
Σύνδεση και Χωρισµός .....................................................................1-24
1.9. Μια απλή προσοµοίωση µε εργαλεία ελέγχου και κουµπιά
καταλόγου επιλογών .................................................................................1-27
Πώς να δηµιουργήσετε το δικό σας µοντέλο ..................................1-27
∆ηµιουργία εργαλείων ελέγχου........................................................1-29
∆ηµιουργία κουµπιών καταλόγου επιλογών..................................1-30
Εκτελέσιµες δραστηριότητες ............................................................1-35
1.10. Περίληψη ....................................................................................................1-35

Οδηγός για τα Εργαλεία & τους Καταλόγους Επιλογών .........2-1

2.1. Οι γραµµές εργαλείων του Interactive Physics.........................................2-1

iv

Κεφάλαιο 3 Γραµµές εργαλείων των Windows .....................................................2-1
Γραµµές εργαλείων MacOS ................................................................2-6
Χρήση των εργαλείων .........................................................................2-6
Εργαλεία Interactive Physics ..............................................................2-8
Κανονική Γραµµή εργαλείων (µόνο για Windows) ..........................2-8
Εργαλεία Επεξεργασίας......................................................................2-9
Εργαλεία ελέγχου εκτέλεσης ............................................................2-10
Εργαλεία σώµατος ............................................................................2-10
Έλεγχος Σύνδεση/Χωρισµός ............................................................2-11
Εργαλεία σηµείων και εγκοπών.......................................................2-11
Εργαλεία άρθρωσης ..........................................................................2-13
Εργαλεία συνδέσµου .........................................................................2-14
2.2. Κατάλογοι επιλογών του Interactive Physics .........................................2-17
O κατάλογος επιλογών Apple (µόνο σε MacOS) ...........................2-18
Ο κατάλογος επιλογών Αρχείο ........................................................2-18
Ο κατάλογος επιλογών Επεξεργασία..............................................2-19
Ο κατάλογος επιλογών Μικρόκοσµος ............................................2-20
Ο κατάλογος επιλογών Θέαση .........................................................2-22
Ο κατάλογος επιλογών Αντικείµενο ...............................................2-25
Ο κατάλογος επιλογών Ορισµός .....................................................2-27
Ο κατάλογος επιλογών Μέτρηση.....................................................2-28
Ο κατάλογος επιλογών Προγραµµατισµός.....................................2-29
Ο κατάλογος επιλογών Παράθυρο ..................................................2-29
Ο κατάλογος επιλογών Βοήθεια (µόνο για Windows) ..................2-32
Ο κατάλογος επιλογών Apple QuideTM (µόνο για MacOS) ..........2-32

Σώµατα ........................................................................................3-1

3.1. ∆ηµιουργία σωµάτων..................................................................................3-1
∆ηµιουργία Ορθογωνίων και Τετραγώνων ......................................3-2
∆ηµιουργία πολυγώνων και καµπύλων σωµάτων...........................3-6

3.2. Ιδιότητες Σώµατος ....................................................................................3-10
Αρχική θέση και προσανατολισµός.................................................3-12
Αρχική ταχύτητα................................................................................3-13
Ελαστικότητα και τριβή....................................................................3-14
Επιφ. Πυκνότητα, Ροπή, Υλικό και Φορτίο...................................3-16
Ταυτόχρονη αλλαγή των ιδιοτήτων πολλών αντικειµένων.........3-19

v

Κεφάλαιο 4 ∆ιαδοχική αλλαγή ιδιοτήτων των αντικειµένων............................3-21
Χρήση των τύπων για να αναφερθείτε στις Ιδιότητες σώµατος ..3-23
Χρήση των τύπων για το εργαλείο ελέγχου της κίνησης ενός
σώµατος ..............................................................................................3-23
3.3. Εµφάνιση σώµατος ...................................................................................3-23
3.4. Γεωµετρία σώµατος...................................................................................3-27
Χρήση των τύπων για τη γεωµετρία σώµατος ...............................3-30
Χρήση τύπων για τον ορισµό της γεωµετρίας σώµατος ...............3-31
Συντεταγµένες για πολύγωνα και καµπύλα σώµατα.....................3-31
Αλλαγή σχήµατος πολυγώνων και καµπύλων σωµάτων µε
αριθµητικό τρόπο ..............................................................................3-32
Αντιγραφή της γεωµετρίας πολυγώνου ή καµπύλου σώµατος
πρός και από άλλες εφαρµογές........................................................3-36
3.5. Σταθεροποίηση σωµάτων µε την Αγκυρα ...............................................3-38
3.6. Ελεγχος συγκρούσεων µεταξύ σωµάτων ................................................3-38

Σύνδεσµοι....................................................................................4-1

4.1. Τι είναι σύνδεσµος; .....................................................................................4-1
4.2. Είδη συνδέσµων...........................................................................................4-2

Γραµµικοί σύνδεσµοι ..........................................................................4-2
Περιστροφικοί σύνδεσµοι...................................................................4-2
∆υνάµεις και ροπές .............................................................................4-3
Αρθρώσεις ............................................................................................4-3
4.3. Γενικές ιδιότητες των συνδέσµων .............................................................4-3
Παράθυρο Ιδιότητες ............................................................................4-4
Εµφάνιση και απόκρυψη συνδέσµων ................................................4-9
Ονοµασία συνδέσµων .........................................................................4-9
Συντεταγµένες για σηµειακά στοιχεία συνδέσµων ........................4-10
Ακριβής τοποθέτηση συνδέσµων .....................................................4-14
Ελεγχος της επισύναψης συνδέσµου ...............................................4-20
Χωρισµός και αφαίρεση συνδέσµων ...............................................4-21
Ενεργοποίηση και απενεργοποίηση συνδέσµων ............................4-22
Ορισµοί πολικότητας..........................................................................4-3
4.4. Σχοινιά .......................................................................................................4-25
∆ηµιουργία σχοινιού.........................................................................4-25
Ιδιότητες σχοινιού .............................................................................4-26

vi

4.5. Ελατήρια ....................................................................................................4-31
∆ηµιουργία ελατηρίου ......................................................................4-31
Ιδιότητες ελατηρίου...........................................................................4-32

4.6. Αποσβεστήρες ............................................................................................4-35
∆ηµιουργία ενός αποσβεστήρα ........................................................4-36
Ιδιότητες αποσβεστήρα .....................................................................4-37

4.7. Ελατήρια µε απόσβεση..............................................................................4-38
∆ηµιουργία ενός ελατηρίου µε απόσβεση .......................................4-39
Ιδιότητες ελατηρίου µε απόσβεση....................................................4-40

4.8. Περιστροφικά ελατήρια ............................................................................4-39
∆ηµιουργία περιστροφικού ελατηρίου............................................4-40
Ιδιότητες περιστροφικού ελατηρίου................................................4-41

4.9. Περιστροφικοί αποσβεστήρες ..................................................................4-43
∆ηµιουργία περιστροφικού αποσβεστήρα ......................................4-43
Ιδιότητες περιστροφικού αποσβεστήρα ..........................................4-44

4.10. Τροχαλίες ...................................................................................................4-46
∆ηµιουργία συστήµατος τροχαλίας.................................................4-46
Ιδιότητες συστήµατος τροχαλίας.....................................................4-48

4.11. Γρανάζια.....................................................................................................4-49
∆ηµιουργία γραναζιών .....................................................................4-50
Ιδιότητες γραναζιού ..........................................................................4-56

4.12. Ράβδοι .........................................................................................................4-58
∆ηµιουργία µιας ράβδου ..................................................................4-58
Ιδιότητες ράβδου ...............................................................................4-59

4.13. ∆ιαχωριστές ...............................................................................................4-60
∆ηµιουργία διαχωριστή ....................................................................4-60
Ιδιότητες διαχωριστή ........................................................................4-62

4.14. ∆ύναµη........................................................................................................4-63
∆ηµιουργία δύναµης .........................................................................4-63
Ιδιότητες δύναµης .............................................................................4-65

4.15. Ροπή ............................................................................................................4-67
∆ηµιουργία ροπής .............................................................................4-67
Ιδιότητες ροπής .................................................................................4-67

4.16. Ενεργοποιητές............................................................................................4-68
∆ηµιουργία ενός ενεργοποιητή ........................................................4-70
Ιδιότητες ενεργοποιητή .....................................................................4-71

4.17. Κινητήρες ...................................................................................................4-71

vii

Κεφάλαιο 5 ∆ηµιουργία κινητήρα ........................................................................4-72
Ιδιότητες κινητήρα ............................................................................4-72
4.18. Αρθρώσεις ..................................................................................................4.75
∆ηµιουργία άρθρωσης.......................................................................4-75
Ιδιότητες άρθρωσης...........................................................................4-79
Μέτρηση δυνάµεων αντίδρασης στις αρθρώσεις ...........................4-81
4.19. Αρθρώσεις εγκοπής ...................................................................................4-83
∆ηµιουργία µιας άρθρωσης κατακόρυφης εγκοπής ......................4-83
∆ηµιουργία άρθρωσης καµπύλης εγκοπής .....................................4-84
∆ηµιουργία αρθρώσεων εγκοπής από στοιχεία .............................4-88
Επισύναψη και Απόσπαση ενός στοιχείου εγκοπής......................4-92
Ιδιότητες άρθρωσης εγκοπής............................................................4-93
Μέτρηση δυνάµεων αντίδρασης σε αρθρώσεις εγκοπής ...............4-94
Ορισµός της γεωµετρίας µιας καµπύλης εγκοπής .........................4-96
Αλλαγή σχήµατος µιας καµπύλης εγκοπής µε αριθµητικό
τρόπο ..................................................................................................4-98
Αντιγραφή µιας καµπύλης εγκοπής προς και από άλλες
εφαρµογές.........................................................................................4-101

Έξυπνος Επεξεργαστής.............................................................5-1

5.1. Σύνδεση στοιχείων και χωρισµός συνδέσµων..........................................5-1
Έλεγχος της κίνησης αντικειµενου κατά τη διαδικασία ένωσης ...5-3
Έλεγχος της κίνησης αντικειµένων ...................................................5-5

5.2. Σύρσιµο και Στροφή συνδεδεµένων σωµάτων.........................................5-6
Κάνοντας κλικ και σύροντας.............................................................5-9
Κλείδωµα Σηµείων και Κλείδωµα εργαλείων ελέγχου ...................5-9

5.3. Κατανόηση του Έξυπνου Επεξεργαστή..................................................5-11
Παράδειγµα ποδιού ροµπότ .............................................................5-12
Παράδειγµα συνδεσµολογίας ...........................................................5-13
Στροφή σωµάτων...............................................................................5-15
Πότε χρησιµοποιείται ο Έξυπνος Επεξεργαστής; .........................5-18
Χρήση του Έξυπνου Επεξεργαστή µε τα σχοινιά..........................5-20
Τι γίνεται στην περίπτωση που αποτύχει ο Έξυπνος
Επεξεργαστής;....................................................................................5-20
Έλεγχος της ακρίβειας της επεξεργασίας πράξεων.......................5-22

viii

Κεφάλαιο 6 Χώρος εργασίας .........................................................................6-1
Κεφάλαιο 7
6.1. Φυσικά αντικείµενα και αντικείµενα της διεπαφής ................................6-1
6.2. Επιλογές Θέασης .........................................................................................6-2

Μετακίνηση της Θέας στο Μικρόκοσµο ...........................................6-3
Μεγένθυνση-Σµίκρυνση ......................................................................6-4
Εµφάνιση εργαλείων και εργαλείων ελέγχου του χώρου
εργασίας................................................................................................6-7
Εµφάνιση των αξόνων χ και ψ ........................................................6-10
Εµφάνιση των χαράκων ...................................................................6-10
Εµφάνιση γραµµών πλέγµατος........................................................6-11
Ευθυγράµµιση αντικειµένων στο πλέγµα .......................................6-12
Ευθυγράµµιση αντικειµένων σε σώµατα ........................................6-13
Εµφάνιση της Γραµµής συντεταγµένων..........................................6-13
Η γραµµή κατάστασης ......................................................................6-15
6.3. Αριθµοί και µονάδες.................................................................................6-17
Τύποι και µονάδες.............................................................................6-19
6.4. Ορισµός των παραµέτρων του µικρόκοσµου.........................................6-20
Βαρύτητα ............................................................................................6-20
Αντίσταση του αέρα ..........................................................................6-22
Ηλεκτροστατική.................................................................................6-23
∆ύναµη πεδίουν .................................................................................6-24
6.5. Τροποποίηση αντικειµένων......................................................................6-27
Επιλογή πολλών αντικειµένων ........................................................6-27
Εµφάνιση όλων των κρυµµένων αντικειµένων..............................6-28
Αποκοπή, Αντιγραφή, Επικόλληση και ∆ιαγραφή/Απαλοιφή......6-29
Αναίρεση της τελευταίας ενέργειας που εκτελέσατε......................6-30
Μετακίνηση ενός αντικειµένου........................................................6-31
Στροφή αντικειµένων........................................................................6-32
Μεταφορά ενός αντικειµένου πίσω ή µπροστά .............................6-35
6.6. Χρήση παραθύρων για αλλαγή των ιδιοτήτων ενός αντικειµένου......6-36

∆ιεπαφές προσοµοίωσης ...........................................................7-1

7.1. Μετρητές ......................................................................................................7-1
Τι µπορεί να µετρηθεί µε τους µετρητές; ..........................................7-1
Μέτρηση αλληλεπιδράσεων µεταξύ δύο αντικειµένων ...................7-3
∆ηµιουργία µετρητών..........................................................................7-4

ix

Κεφάλαιο 8 Εµφάνιση σε µορφή ψηφιακή, γραφική και ως ραβδόγραµµα .......7-4
Τροποποίηση µετρητή για εµφάνιση τροποποιηµένων ιδιοτήτων .7-6
Αλλαγή θέσης και µεγέθους του µετρητή ..........................................7-6
Επιλεκτική εµφάνιση και απόκρυψη ιδιοτήτων...............................7-8
Αλλαγή της κλίµακας της γραφικής παράστασης (min και max) ..7-8
Αλλαγή του χρώµατος των γραµµών σε µια γραφική
παράσταση..........................................................................................7-11
Σύγκριση αποτελεσµάτων πολλαπλών προσοµοιώσεων ..............7-11
7.2. Εργαλεία ελέγχου ......................................................................................7-14
∆ηµιουργία εργαλείων ελέγχου........................................................7-17
Τροποποίηση θέσης και µεγέθους
του εργαλείου ελέγχου ......................................................................7-17
Είδη εργαλείων ελέγχου και ιδιότητες ............................................7-18
7.3. Κουµπιά καταλόγου επιλογών ................................................................7-22
Σύνδεση πολλών εγγραφών µε κουµπιά καταλόγου επιλογών ....7-24
7.4. ∆ιανύσµατα ................................................................................................7-26
Εµφάνιση διανυσµάτων....................................................................7-27
Προσαρµογή του µήκους των διανυσµάτων...................................7-28
Ρύθµιση επιλογών εµφάνισης διανυσµάτων ..................................7-29
Εµφάνιση διανυσµάτων της δύναµης αντίδρασης άρθρωσης ......7-31
7.5. Κείµενο.......................................................................................................7-32
Χρήση του εργαλείου Κείµενο .........................................................7-32
Επιλογή αντικειµένου κειµένου.......................................................7-32
∆ιαγραφή ενός αντικειµένου κειµένου............................................7-33
Εισαγωγή νέου κειµένου...................................................................7-33
Αλλαγή γραµµατοσειράς, µεγέθους και στυλ κειµένου.................7-34
Ονοµασία αντικειµένων....................................................................7-35
7.6. Εικόνες .......................................................................................................7-35
∆ηµιουργία αντικειµένων εικόνας...................................................7-35
Επισύναψη αντικειµένων εικόνας σε σώµατα................................7-36

Εκτέλεση προσοµοιώσεων .........................................................8-1

8.1. Εκτέλεση µιας προσοµοίωσης....................................................................8-1
8.2. ∆ιακοπή µιας προσοµοίωσης.....................................................................8-2
8.3. Χρήση των εργαλείων ελέγχου του κασετοφώνου...................................8-3

Βηµατική εκτέλεση προσοµοίωσης ....................................................8-4

x

Υπερπήδηση πλαισίων ........................................................................8-4
Αναπαραγωγή της προσοµοίωσης προς τα πίσω.............................8-5
Μετάβαση σε ένα συγκεκριµένο πλαίσιο ..........................................8-6
Επιτάχυνση της αναπαραγωγής.........................................................8-7
Προσωρινή παύση ...............................................................................8-8
8.4. Προτιµήσεις..................................................................................................8-9
Επεξεργασία αντικειµένων ως περιγράµµατα ή ως αντικείµενα.8-10
Σύρσιµο του διανύσµατος της ταχύτητας.......................................8-10
Αυτόµατος υπολογισµός αρχικών συνθηκών.................................8-10
Αποφυγή επεξεργασίας πέραν των αρχικών συνθηκών................8-11
Αλλαγή δροµέα σε σήµα στοπ κατά τη διάρκεια εκτέλεσης της
προσοµοίωσης....................................................................................8-11
Ανακύκλωση (βρόγχος) όταν το κασετόφωνο είναι γεµάτο .........8-12
Αυτόµατες εξίσωσεις σηµείου στην Προσάρτηση αντικειµένου...8-12
Αποθήκευση προτιµήσεων ................................................................8-13
8.5. Εγγραφή µιας προσοµοίωσης ..................................................................8-14
Απαιτήσεις µνήµης µιας εγγραφής ..................................................8-14
Εκτέλεση µιας προσοµοίωσης πέρα από ό,τι µπορεί
να εγγραφεί ........................................................................................8-15
Χρήση των ρυθµίσεων µιας υπάρχουσας προσοµοίωσης αντί µιας
άλλης νέας ..........................................................................................8-17
8.6. Εκτέλεση προγραµµατισµών ....................................................................8-17
8.7. Περιβάλλοντα/Τρόποι προσοµοίωσης.....................................................8-18
Περιβάλλον επεξεργασίας ................................................................8-18
Περιβάλλον εκτέλεσης.......................................................................8-19
8.8. Σύστηµα αναφοράς ...................................................................................8-20
Χρήση των συστηµάτων αναφοράς .................................................8-21
∆ιαγραφή συστήµατος αναφοράς ....................................................8-23
Θέαση µιας προσοµοίωσης από το σύστηµα αναφοράς
της µάζας ............................................................................................8-24
8.9. Εµφάνιση ίχνους .......................................................................................8-24
Εµφάνιση ίχνους µόνο για επιλεγµένα αντικείµενα......................8-25
Εκτέλεση προσοµοιώσεων µε πολλαπλά ίχνη................................8-26
8.10.Αποθήκευση µιας προσοµοίωσης ..............................................................8-29
Συµβατότητα µε προηγούµενες εκδόσεις του Interactive Physics 8-30
Aποθήκευση ως προσοµοίωση τύπου “Εκτελέσιµη µόνο”............8-31
8.11.Εκτύπωση µιας προσοµοίωσης..................................................................8-32

xi

Κεφάλαιο 9 8.12.Εκτύπωση πλαισίου µε εµφανή ίχνη .........................................................8-36
8.13.Μια γρήγορη µατιά στις εσωτερικές λειτουργίες.....................................8-37

Χρονικό βήµα ....................................................................................8-37
Ακρίβεια προσοµοίωσης...................................................................8-38
Προειδοποιήσεις και αντίµετρα.......................................................8-39
8.14.Χρήσιµες συµβουλές για την προσοµοίωση .............................................8-41
Επιταχύνοντας την εκτέλεση της προσοµοίωσής σας ...................8-41
Αποφυγή ασυµβίβαστων αρχικών ταχυτήτων................................8-43
Γιατί σε ορισµένες περιπτώσεις παρατηρείται επιβράδυνση σε
συγκεκριµένα πλαίσια;......................................................................8-43
Έλεγχος της διάρκειας µιας προσοµοίωσης ..................................8-44
Εκτέλεση προσοµοιώσεων χωρίς επίβλεψη ....................................8-44
Ελαχιστοποίηση συγκρούσεων ........................................................8-46
Αποφυγή αλληλοδιείσδυσης αντικειµένων.....................................8-47
Αντικείµενα που διαχωρίζονται µετά από ανελαστικές
κρούσεις..............................................................................................8-48
Χρήση άκαµπτων αρθρώσεων για δυνατές συγκρούσεις..............8-48
8.15.Ανταλλαγή αρχείων µεταξύ των πλατφόρµων.........................................8-49
Θέµατα µεταφοράς ............................................................................8-50

Εξαγωγή αρχείων και δεδοµένων .............................................9-1

9.1. ∆ιαθέσιµες επιλογές εξαγωγής...................................................................9-1
9.2. Επιλογή τύπου εξαγωγής δεδοµένων ........................................................9-2
9.3. Βήµατα εξαγωγής ........................................................................................9-2
9.4. Εξαγωγή δεδοµένων µετρητή σε αρχείο....................................................9-4

Αντιγραφή και επικόλληση δεδοµένων από µετρητές .....................9-6
Μεταβίβαση δεδοµένων µετρητών σε αντικείµενα ελέγχου ............9-7
9.5. Εξαγωγή ταινιών QuickTime (µόνο σε MacOS) ......................................9-7
9.6. Eξαγωγή Video for Windows (µόνο για Windows) ................................9-10
Eπιλογές εξαγωγής............................................................................9-11
Τροποποίηση των επιλογών συµπίεσης Video ...............................9-13
9.7. Ανταλλαγή δεδοµένων σε πραγµατικό χρόνο µε εξωτερικές
εφαρµογές...................................................................................................9-14
Ανταλλαγή δεδοµένων µέσω Apple Events ή DDE ........................9-16