Mechanik verstehen mit Python - Veit Steinkamp

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Résumé :
- Das Buch unterst?tzt den Leser bei der Anwendung einer Programmiersprache und festigt die Physikkenntnisse, bzw. schafft einen Zugang zur Physik. - mit vielen praxisbezogenen Beispielen und Aufgaben - zum Einstieg in das Thema - Ihr exklusiver Vorteil: E-Book inklusive beim Kauf des gedruckten Buches Der Physikunterricht an Gymnasien und Fachoberschulen wird zunehmend vernachl?ssigt oder f?llt ganz aus, so dass bei Studenten der Ingenieurwissenschaften Verst?ndnisschwierigkeiten zu erwarten sind. Dieses Buch versucht mit einem didaktischen Ansatz Verst?ndnis- und Lernschwierigkeiten zu ?berwinden, indem es M?glichkeiten aufzeigt, physikalische Zusammenhange durch Visualisierung, Simulation und Animation verstehbarer zu machen. Schwerpunktm??ig kommen dabei die Matplotlib-Steuerelemente FancyArrowPatch() und der Schieberegler Slider() sowie die Animationsfunktion FuncAnimation() zum Einsatz. Der sonst ?bliche Lernweg, bei dem sich die Lernenden die Strukturen und Syntax einer Programmiersprache aneignen m?ssen, wird ?berwunden, indem sich ihr Lernprozess an der Fachsystematik der Physik orientiert. Anstatt die Programmiersprache Python anhand von vereinfachten und praxisfremden Beispielen zu erlernen, bearbeiten die Lernenden konkrete Aufgabenstellungen aus der Physik. Ein Vergleich zum Erlernen einer Fremdsprache soll dies verdeutlichen: Niemand beherrscht eine Fremdsprache, indem er den Grundwortschatz und die Grammatik einer Fremdsprache auswendig lernt. Zum Erlernen einer Fremdsprache bedarf es vieler konkreter sinnstiftender Texte, die die Lernenden analysieren, verstehen und auch selbst verfassen m?ssen. Der unterstellte Transfereffekt, dass die Lernenden, wenn sie die Syntax einer Programmiersprache beherrschen, ihr Wissen auch problemlos auf andere Problemstellungen (Mathematik, Physik, Technik, Betriebswirtschaft) ?bertragen k?nnen, ist mittlerweile von der Lernpsychologie widerlegt worden. Um einen motivierenden und sinnstiftenden Kontext zu schaffen, wird anhand von konkreten Beispielen aus dem Sport (Fu?ball, Tennis, Kugelsto?en, Hammerwerfen, Fahrradfahren, Golf, Fallschirmspringen) gezeigt, wie einzelne physikalische Problemstellungen mit Python modelliert und visualisiert werden k?nnen. AUS DEM INHALT // Einf?hrung / Statik / Elastizit?t / Kinematik / Dynamik / Arbeit, Energie und Leistung / Impuls / Rotation / Mechanische Schwingungen / Mechanische Wellen / Anhang...

Biographie:
Veit Steinkamp ist ausgebildeter Mechaniker, er hat an der FH Osnabr?ck Elektrotechnik studiert und sp?ter an der TU Darmstadt ein Lehramtsstudium absolviert. Er unterrichtete viele Jahre Elektrotechnik, Maschinenbau und Anwendungsentwicklung an unterschiedlichen Berufskollegs und hatte au?erdem Lehrauftr?ge an Fachhochschulen in Theoretischer Elektrotechnik und den Grundlagen der Elektrotechnik inne. Sein besonderes Interesse gilt den Themen Wissenschaftliches Programmieren mit Python, Mathematik und Physik....

Sommaire:
- Das Buch unterst?tzt Sie bei der Anwendung einer Programmiersprache, festigt Physikkenntnisse und schafft einen Zugang zur Mechanik. - VPython-Animationen veranschaulichen physikalische Prozesse. - Die im Text integrierten ?bungen unterst?tzen die Lernprozesse. - Ihr exklusiver Vorteil: E-Book inklusive beim Kauf des gedruckten Buches Der Physikunterricht an Gymnasien und Fachoberschulen wird zunehmend vernachl?ssigt oder entf?llt ganz, so dass bei Studenten der Ingenieurwissenschaften Verst?ndnisschwierigkeiten zu erwarten sind. Dieses Buch versucht Verst?ndnis- und Lernschwierigkeiten zu ?berwinden, indem es M?glichkeiten aufzeigt, physikalische Zusammenh?nge durch Visualisierung, Simulation und Animation verstehbarer zu machen. Schwerpunktm??ig kommen die Matplotlib-Steuerelemente Fancy- ArrowPatch und Slider sowie die Animationsfunktion FuncAnimation zum Einsatz. Um einen motivierenden und sinnstiftenden Kontext zu schaffen, wird anhand von konkreten Beispielen aus dem Sport (Fu?ball, Tennis, Kugelsto?en, Hammerwerfen, Fahrradfahren, Golf) gezeigt, wie einzelne physikalische Problemstellungen mit Python modelliert und visualisiert werden k?nnen. Der Einstieg in ein neues Thema erfolgt in der Regel mit einem VPython-Programm, das physikalische Ph?nomene in 3D-Szenen realit?tsnah animiert. Relevante Parameter werden mit Hilfe von Schiebereglern (Slider) ge?ndert. Die Auswirkungen sind direkt am Bildschirm beobachtbar. Den Code aller Beispiele aus dem Buch sowie die Musterl?sungen der ?bungsaufgaben finden Sie auf der Autorenwebsite. AUS DEM INHALT // - Einf?hrung - Statik - Mechanik deformierbarer K?rper - Kinematik - Dynamik - Arbeit, Leistung und Energie - Der Impuls - Rotation starrer K?rper - Mechanische Schwingungen - Mechanische Wellen - Anhang...