Entwicklung von Applets
Gerade in den ingenieurwissenschaftlichen Fächern und in der Physik sind Anschauungsobjekte und Experimente ein wichtiger Bestandteil der Lehre. Daher wurden im Rahmen des Projektes BasicPlus und später im Rahmen derr AG "Verlängerte Studieneingangsphase" im Fach Physik Applets entwickelt, welche anschaulich Experimente nachbilden und im Gegensatz zu reinen Videos oder Simulationen durch die Einstellbarkeit von Parametern auch die Verknüpfung mit Arbeitsaufträgen zulassen. 

Schräger Wurf

Variation von senkrechtem bis zum waagerechtem Wurf möglich. Zielübung (Wurf in den Eimer) einstellbar für das spielerische Verändern der Parameter.

Einstellbar sind

  • die Abwurfgeschwindigkeit,
  • der Abwurfwinkel und
  • die Abwurfhöhe

 Angezeigt werden

  • der Ortsvektor,
  • die Geschwindigkeit, und
  • die Beschleunigung.

Kollision (1D)

Stoßvorgänge im eindimensionalen Fall.

Einstellbar sind

  • die Massen der Körper 1 und 2,
  • die Geschwindigkeiten der Körper 1 und 2,
  • ob der Stoß elastisch oder vollkommen unelastisch erfogt.

Angezeigt werden

  • die Einzelimpulse und der Gesamtimpuls vor und nach dem Stoß in Form einer grafischen Vektoraddition

Kollision (2D)

Stoßvorgänge im zweidimensionalen Fall.

Einstellbar sind

  • die Massen der Körper 1 und 2,
  • die Geschwindigkeiten der Körper 1 und 2,
  • der Kollisionswinkel für Körper 1 und 2.

Angezeigt werden

  • der Stoßverlauf mit Betrag und Richtung der Geschwindigkeiten beider Körper vor und nach dem Stoß,
  • die Trajektorie des Gesamtimpulses,
  • die Einzelimpulse und der Gesamtimpuls vor und nach dem Stoß in Form einer grafischen Vektoraddition.

Kreisbewegung

Angezeigt werden

  • Position,
  • Geschwindigkeit und
  • Beschleunigung eine Objektes auf einer Kreisbahn

im Durchlaufen der Kreisbahn und als trigonometrische Funktion.

2. Keplersches Gesetz 

Ein von der Sonne zum Planeten gezogener Fahrstrahl überstreicht in gleichen Zeiten gleich große Flächen.

Einstellbar ist

  • die Exzentrizität der Ellipse
  • die Anzeige der Sektoren (statisch/dynamisch)

Angezeigt werden

  • Position des Fahrstrahls
  • und die überstrichenen Flächen.

im Durchlaufen der elliptischen Bahn.

(Un-)folgsame Rolle

Wirkung des Drehmoments an Hand einer (un-)folgsamen Rolle.

Einstellbar sind

  • Zugwinkel und
  • Zugkraft, mit der am Faden gezogen wird.

Angezeigt werden

  • Hebelarm und eingeschlossener Winkel,
  • Laufrichtung und Geschwindigkeit der Bewegung
  • Richtung des wirkenden Drehmoments als grafische Darstellung des Kreuzproduktes (schematisch)

Gyroskop

Wirkung der Gewichtskraft bei einem schweren Kreisel.

Einstellbar ist

  • die Größe der Zusatzmasse
  • die Wirkung mit und ohne Rotation.
     

Angezeigt werden

  • die wirkenden Drehmomente.

Corioliskraft

Wirkung der Corioliskraft auf einen Rollenden Ball auf einer sich drehenden Kreisscheibe.

Einstellbar sind

  • eine Beobachterposition innerhalb und außerhalb des rotierenden Systems,
  • ein Balleinwurf von inner- und außerhalb,
  • Winkelgeschwindigkeit,
  • Einwurfwinkel beim Einwurf des Balles.
     

Angezeigt werden

  • Beschleunigung und
  • Geschwindigkeit des Balles, sowie 
  • die Rotation des Koordinatensystems

Thermodynamik

Thermodynamik: Spezielle Zustandsänderungen

Darstellung der isochoren, isobaren, isothermen und adiabatischen Zustandsänderung.

Einstellbar sind

  • die betrachte Zustandsänderung und davon abhängig
  • die Zustandsgrößen Druck, Temperatur und Volumen.
     

Angezeigt werden

  • die Veränderung des Systems
  • das dazugehörige pV-Diagramm

Fadenpendel

Darstellung der Zusammenhänge am Fadenpendel (mathematisches Pendel).

Angezeigt werden

  • der Ort,
  • die auftretende Geschwindigkeit,
  • die Beschleunigung,
  • die kinetische
  • und potentielle Energie.

Gedämpfte Schwingung

Dargestellt wird die Gegenüberstellung einer ungedämpften und einer gedämpften Schwingung eines Feder-Masse-Schwingers. Die Reibungskraft ist proportional zum Betrag der Geschwindigkeit.

Einstellbar ist

     
  • der Dämpfungsfaktor.

Angezeigt werden

  • die gedämpfte
  • oder die ungedämpfte Schwingung,
  • der dazugehörige Formelsatz mit farblicher Zuordnung,
  • die Energiebilanz (grafische Darstellung).

Erzwungene Schwingung

Darstellung erzwungener mechanischer Schwingung.

Einstellbar sind

  • Dämpfungsfaktor
  • Erregerfrequenz
  • Erregeramplitude.

Angezeigt werden

  • Amplituden- und Phasengang der erzwungenen Schwingung.

Gekoppelte Pendel

Darstellung ist die Entstehung von Wellen als Übertragung von Schwingungen durch gekoppelte Pendel.

Einstellbar sind

  • die Anfangsauslenkung für Pendel 1,
  • die Anfangsauslenkung für Pendel 2,
  • die Federkonstante (und damit die Stärke der Kopplung).

Angezeigt wird

  • die momentane Auslenkung beider Pendel.

Longitudinalwelle

Darstellung der Ausbreitung einer longitudinalen Welle.

Einstellbar ist

  • die einmalige oder sinusförmige Anregung.
     

Angezeigt werden

  • die Schwingung des Einzelteilchens
  • die Ausbreitung der Welle als Druckschwankung im Raum.

Schwebung

Darstellung einer Schwebung, hervorgerufen durch die Überlagerung zweier Schwingungen mit geringfügig unterschiedlicher Frequenz.

Einstellbar sind

  • das Gewicht an der Stimmgabel (bzw. die Größe der Frequenzabweichung),
  • die Kreisfrquenz omega,
  • die Phasengeschwindigkeit.

Angezeigt werden

  • die Einzelschwingung der rechten und linken Stimmgabel (einzeln und überlagert),
  • die Schwebung als Resultat der Überlagerung beider Einzelschwingungen

Stehende Welle

Darstellung einer Welle, welche an einem losen/ festen Ende reflektiert wird.

Einstellbar sind

     
  • Reflexion am festen Ende oder
  • Reflexion am losen Ende
  • Dämpfung.

Angezeigt werden

  • die einfallende Welle,
  • die reflektierte Welle,
  • die stehende Welle (Summe beider Wellen).

Dopplereffekt

Darstellung des Dopplereffektes für eine bewegte Quelle und/ oder einen bewegten Empfänger.

Einstellbar sind

  • Geschwindigkeit der Signalquelle
  • Geschwindigkeit des sich bewegenden Empfängers
  • Schallgeschwindigkeit

Angezeigt wird

  • das am Empfänger wahrgenommene Signal
  • die Wellenlänge