VPython進階教學：按鈕

作者：王一哲
日期：2018/7/23




由於我們之前做的動畫，都是在按在 F5 後自動開始執行，如果我們想要在動畫中新增按鈕，讓使用者可以自己控制動畫，應該要怎麼做呢？我們希望按鈕的功能有：

1. Run：按下時開始執行動畫
2. Reset：按下時還原成起始狀態
3. Stop：按下時停止執行程式

我們使用最簡單的動畫〈等速度直線運動〉的程式碼來改寫，成果如下：

有按鈕的等速度直線運動畫面截圖

按下 Run 按鈕後

用滑桿改變速度，使木塊向左移動

按下 Reset 按鈕後

讀書心得： 誰說不能從武俠學物理？

讀書心得： 誰說不能從武俠學物理？

日期：2018/7/15

李開周（2018）。 誰說不能從武俠學物理？ 。臺北市：時報文化。

本書的作者嘗試用物理原理分析武俠小說的內容，這完全對應到我的特質，我在大學主修物理，練過幾年國術，也讀過金庸、古龍兩位大師絕大多數的作品。但是當我在讀武俠小說時總是不斷地提醒自己，千萬不要試著用物理原理分析小說的內容，因為裡面有很多與物理原理不合之處，這麼認真分析會破壞閱讀體驗。金庸大師在《天龍八部》第三版的〈後記〉中也提到

《天龍》中的人物個性與武功本領，有很多誇張或事實上不可能的地方，如「六脈神劍」、「火焰刀」、「北冥神功」、無崖子傳功、童姥返老還童等等。讀讀者們想像一下現代派繪畫中超現實主義、像徵主義的畫風，例如一幅畫中一個女人有朝左朝右兩個頭之類，在藝術上，脫離現實的表現方式是容許的。

而本書的作者偏要認真地用物理原理分析武俠小說，替小說中種種不可思議的武功和橋段自圓其說，實在是令人佩服。


本書分為7章：

1. 武俠世界的速度
2. 武俠世界的力度
3. 武俠世界的功和能
4. 武俠世界的聲和光
5. 電場、磁場、氣場
6. 凌波微步與量子物理
7. 小龍女的不老密訣

VPython進階教學：蛇擺 Pendulum Wave

作者：王一哲
日期：2018/7/14




最近看到建國中學曾靖夫老師的 VPython 講義〈Lecture 7 多物件控制（list） - 波動現象模擬〉，其中一項作業就是要學生做出蛇擺的動畫。蛇擺的英文為 pendulum wave，如果照字面翻譯應該譯為擺波，由一組數個的單擺構成的波，假設整組蛇擺的週期為 $T$，其中週期最長的單擺在這段時間內共擺動 $N$ 次，則週期次長的單擺擺動 $N-1$ 次，依此類推。我們之前已經做過〈單擺〉的動畫，可以以此為基礎改造一下程式碼，應該很容易就能做出蛇擺的動畫。關於蛇擺的物理原理介紹請參考中央大學科學教育中心的網頁：〈蛇擺〉、〈大型蛇擺〉。

這是我用 VPython 在 Glowscript 網站製作的動畫，連結為 https://www.glowscript.org/#/user/yizhe/folder/Public/program/PendulumWave。


這個程式是進階教材，我們要善用類別 (class)的特性，使程式在使用上更加方便。程式的目標：

1. 輸入蛇擺的週期、週期最長的單擺在蛇擺的一個週期內擺動的次數、單擺個數，自動計算所有單擺的週期及擺長。
2. 建立一個類別 (class)，輸入單擺的週期、懸掛位置，自動產生擺錘、繩子，掛於指定的位置，將擺錘放置於最大擺角。計算單擺對應的轉動慣量，設定起始的角速度、角加速度為0。
3. 在類別中建立一個方法 (mehtod)，輸入經過的時間，計算擺錘所受力矩、角加速度、角速度，更新擺錘的位置及繩子的方向。