Khi nào dùng N-Body Sandbox 3D Explorer
freetoolonline.com editorial team
Hãy mở N-Body Sandbox 3D Explorer khi bạn muốn tự đặt các vật thể và xem lực hấp dẫn làm gì với chúng - những quỹ đạo giữ được, những lần sượt qua nhau bắn một vật thể ra xa, và những cú bắt giữ mà bạn không hề dự tính. Hãy chọn trang khác khi bạn cần một hình vẽ cố định lặp lại được hoặc một biểu đồ tĩnh của một giếng hấp dẫn duy nhất.
Những lý do hợp lý để mở N-Body Sandbox
N-Body Sandbox 3D Explorer phát huy giá trị khi bài học chính là cách hệ chuyển động, chứ không phải một đáp án gọn gàng duy nhất.
- Trình diễn trên lớp về quỹ đạo tự hình thành, tán xạ và bắt giữ
- Cho thấy mức hỗn loạn tăng lên khi thêm vật thể, đây là tính chất thật của các hệ này chứ không phải lỗi
- Giới thiệu hằng số hấp dẫn Newton G thật bên cạnh một hệ do chính người đọc dựng nên
Hãy bỏ qua N-Body Sandbox khi mục tiêu là một chuyển động dựng sẵn để chỉ vào, hoặc một ảnh tĩnh của một giếng hấp dẫn. Hai trang cùng nhóm bên dưới làm đúng việc đó.
Dựng một hệ trong N-Body Sandbox
N-Body Sandbox 3D Explorer mở ra với hệ ban đầu gồm bốn vật thể: một khối lượng nặng ở trung tâm và ba vật nhẹ hơn đã chuyển động sẵn. Từ đó các bước rất ngắn.
- Mở N-Body Sandbox 3D Explorer và để hệ bốn vật thể ban đầu vào nhịp chuyển động của nó.
- Đọc bảng thông số: giá trị G thật, số vật thể đang có trong cảnh trên tổng số 16 mà sandbox cho phép, bao nhiêu vật đang ở quỹ đạo liên kết và bao nhiêu đang thoát ra hoặc bị tán xạ.
- Chọn Light body hoặc Heavy body cho vật thể bạn sắp thêm. Bảng thông số xác nhận lựa chọn ở dòng vật thể kế tiếp.
- Nhấp vào mặt nền để đặt vật thể đó vào. Mỗi vật thể mới xuất hiện với một vận tốc nhỏ ngẫu nhiên, nên nó bắt đầu trên một quỹ đạo thay vì rơi thẳng vào giữa.
- Kéo để quay quanh cảnh, lăn chuột hoặc chụm hai ngón để phóng to, trong khi vệt mờ dần cho thấy từng vật thể đã đi qua đâu. Pause giữ cảnh lại để chụp ảnh; Reset trả về bốn vật thể ban đầu.
Thêm một vật thể nặng ngay cạnh một quỹ đạo đang có là cách nhanh nhất để phá vỡ một hệ ổn định một cách có chủ ý - số quỹ đạo liên kết trên bảng thông số giảm ngay khi một trong các vật nhẹ nhận đủ năng lượng để rời đi.
N-Body Sandbox so với hai trang cùng nhóm
| Lựa chọn | Điểm mạnh | Cách truy cập | Đánh đổi |
|---|---|---|---|
| N-Body Sandbox 3D (hướng dẫn này) | Hấp dẫn tự do do bạn tự dựng | Miễn phí, trong trình duyệt | Hằng số đã quy đổi trên màn hình, tối đa 16 vật thể |
| Three-Body Problem 3D | Hình số tám cổ điển cố định | Web miễn phí | Không phải sandbox N vật thể tổng quát |
| Gravity Well 3D | Mặt giếng hấp dẫn tĩnh | Web miễn phí | Không phải mô phỏng nhiều vật thể đang chạy |
Các số liệu chính của n-body sandbox
| Đại lượng | Giá trị |
|---|---|
| Lực hấp dẫn Newton | F = G m1 m2 / r^2 |
| Hằng số hấp dẫn (G) | 6.67430 x 10^-11 m^3 kg^-1 s^-2 (CODATA 2022) |
| Số vật thể cho phép trong một cảnh | 16 |
Những giới hạn nên biết trước khi dạy bằng trang này
Chuyển động trên màn hình của N-Body Sandbox 3D Explorer dùng một hằng số hấp dẫn đã quy đổi để động lực học còn thấy được trong một khung hình; giá trị CODATA thật trong bảng được nêu ra để người đọc biết con số đúng, chứ không dùng để làm các khối cầu chuyển động. Lực ở khoảng cách gần được làm mượt, đây là cách làm tiêu chuẩn trong mã N vật thể, giúp lực không vọt lên vô hạn khi hai vật thể đi rất sát nhau. Kết quả là một sandbox để học chứ không phải bảng lịch thiên văn dùng chung, nên hãy xem các vị trí là minh họa.
Mở N-Body Sandbox 3D Explorer để dựng một hệ, hoặc chuyển sang Three-Body Problem 3D và Gravity Well 3D cho góc nhìn hình cố định và giếng tĩnh.