Wann Sie den N-Body Sandbox 3D Explorer nutzen
freetoolonline.com editorial team
Öffnen Sie den N-Body Sandbox 3D Explorer, wenn Sie die Körper selbst setzen und sehen wollen, was die Gravitation daraus macht - Bahnen, die halten, knappe Begegnungen, die einen Körper hinausschleudern, und Einfänge, die Sie nicht geplant hatten. Wählen Sie eine andere Seite, wenn Sie eine feste, wiederholbare Figur oder ein statisches Diagramm einer einzelnen Potentialmulde brauchen.
Gute Gründe, die N-Body Sandbox zu öffnen
Der N-Body Sandbox 3D Explorer lohnt sich, wenn das Verhalten die Lektion ist und nicht eine einzelne saubere Antwort.
- Unterrichtsdemos zu entstehenden Bahnen, Streuungen und Einfängen
- Zeigen, dass das Chaos mit jedem zusätzlichen Körper wächst, was eine echte Eigenschaft dieser Systeme ist und kein Fehler
- Die echte Newtonsche Konstante G neben einem System einführen, das der Leser selbst gebaut hat
Lassen Sie die N-Body Sandbox liegen, wenn das Ziel eine feste Choreografie zum Draufzeigen ist oder ein Standbild einer einzelnen Potentialmulde. Die beiden verwandten Explorer unten erledigen genau diese Aufgaben.
Ein System in der N-Body Sandbox aufbauen
Der N-Body Sandbox 3D Explorer startet mit einem Ausgangssystem aus vier Körpern: einer schweren zentralen Masse und drei leichteren, die sich bereits bewegen. Danach ist die Abfolge kurz.
- Öffnen Sie den N-Body Sandbox 3D Explorer und lassen Sie das Ausgangssystem aus vier Körpern in seine Bewegung kommen.
- Lesen Sie das Faktenpanel: den echten G-Wert, wie viele Körper von den 16 möglichen in der Szene sind, wie viele auf gebundenen Bahnen laufen und wie viele entweichen oder gestreut werden.
- Wählen Sie Light body oder Heavy body für den nächsten Körper, den Sie hinzufügen. Das Panel bestätigt die Wahl in der Zeile für den nächsten Körper.
- Klicken Sie auf den Boden, um diesen Körper einzusetzen. Jeder neue Körper kommt mit einer kleinen zufälligen Geschwindigkeit an und startet damit auf einer Bahn, statt direkt in die Mitte zu fallen.
- Ziehen Sie, um die Kamera zu drehen, und scrollen oder zoomen Sie mit zwei Fingern, während die verblassenden Spuren zeigen, wo jeder Körper war. Pause hält die Szene für einen Screenshot an; Reset stellt die ursprünglichen vier Körper wieder her.
Einen schweren Körper direkt neben eine bestehende Bahn zu setzen ist der schnellste Weg, ein stabiles Muster absichtlich zu zerstören - die Zahl der gebundenen Bahnen im Faktenpanel sinkt, sobald einer der leichteren Körper genug Energie aufnimmt, um zu entweichen.
Die N-Body Sandbox im Vergleich mit den beiden verwandten Explorern
| Variante | Stärke | Zugang | Kompromiss |
|---|---|---|---|
| N-Body Sandbox 3D (diese Anleitung) | Freie Gravitation, die Sie selbst einrichten | Kostenlos, im Browser | Skalierte Konstante auf dem Schirm, bis zu 16 Körper |
| Three-Body Problem 3D | Die feste klassische Achterfigur | Kostenlos im Web | Keine allgemeine N-Körper-Sandbox |
| Gravity Well 3D | Statische Potentialmulden-Flächen | Kostenlos im Web | Keine lebende Mehrkörper-Simulation |
Kennzahlen der n-body sandbox
| Größe | Wert |
|---|---|
| Newtonsche Gravitation | F = G m1 m2 / r^2 |
| Gravitationskonstante (G) | 6.67430 x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2 (CODATA 2022) |
| Körper pro Szene erlaubt | 16 |
Grenzen, die Sie vor dem Unterrichten kennen sollten
Die Bewegung auf dem Schirm läuft im N-Body Sandbox 3D Explorer mit einer skalierten Gravitationskonstante, damit die Dynamik in einem Bildschirm sichtbar bleibt; der echte CODATA-Wert in der Tabelle steht dort zur Einordnung und bewegt die Kugeln nicht. Die Kraft im Nahbereich ist geglättet, übliche Praxis in N-Körper-Code, damit die Kraft nicht explodiert, wenn zwei Körper sehr dicht aneinander vorbeilaufen. Das Ergebnis ist eine Lern-Sandbox und keine allgemeine Ephemeride, behandeln Sie die Positionen also als Veranschaulichung.
Öffnen Sie den N-Body Sandbox 3D Explorer, um ein System zu bauen, oder wechseln Sie zu Three-Body Problem 3D und Gravity Well 3D für die Ansichten mit fester Figur und statischer Mulde.