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移り変わる自然の姿をどうやって予測できるのでしょうか?目の前にある自然を言葉にし、その移り変わりを予測したいというのは、人間の昔からの願いでした。自然の移り変わる姿を言語、数学、プログラミング言語を用いて明らかにしていきます。
コンピュータシミュレーションは、自然現象を現象から本質的な要素を切り出し、論理的に単純化したモデルの構築を行うことからはじまります。注目する現象の状態の移り変わりを記述するアルゴリズムを構築すれば、状態の移り変わりをコンピュータに計算させるのが便利です。従来の自然原理の解明においては、微分方程式などの解析的な方法でアルゴリズムの構築を行ってきましたが、プログラミング言語を用いれば、四則演算のみでアルゴリズムを直感的に構築できます。本科学教育プログラムでは、自然の原理を用いたアルゴリズムの構築に主眼を置き、様々な自然現象に対してコンピュータシミュレーションをおこないます。
今回は「力学の概念」の習得を目的に「物体の運動」を題材にします。実験のパラメータを制御できる実験系を用いて、物体の運動を測定することからはじめます。次に数学という言葉で物体の運動を記述します。さらにコンピュータシミュレーションを用いて物体の運動を予測します。「位置、速度、加速度」の3階層の関係性を理解することで、自然が移り変わる姿を予測する法則を探求します。
2011.12.17|
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日本物理学会 「大学の物理教育」誌 Vo.17-1 掲載論文 2012.02.06 【大草 芳江|大学の物理教育】 |
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WebGLを使ってみる―2次元ガウス分布を描画― 2012.02.01 【遠藤 理平|TIPS 集|仮想物理実験室】 |
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実装しているGPUのOpenGLのバージョンを調べる 2012.01.26 【遠藤 理平|TIPS 集】 |
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週末科学実験講座「アルゴリズムを学んでロボットカーを制御しよう」報告書 2012.01.14 【イットワンシット|体験編】 |
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夏休み科学実験工作教室 「デジタルオルゴールを作ってみよう! (2時間×4回)」の報告 2012.01.12 【イットワンシット|体験編】 |
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週末科学実験講座「色測定器をつくろう~色ってなんだろう~」報告書 2012.01.12 【茅根 慎通|体験編】 |
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「ロボコンマガジン 2012年1月号」に 「natural science 科学講座」受講生の記事が掲載されました 2012.01.12 【遠藤 理平|パブリシティ】 |
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夏休み科学実験工作教室 「LEDライトと扇風機を作ってみよう! (2時間×4回)」の報告 2012.01.12 【イットワンシット|体験編】 |
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プランクの放射法則4.任意の温度に対する完全導体中の電磁波シミュレーション 2012.01.06 【遠藤 理平|仮想物理実験室|計算物理学】 |
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gnuplot 3次元カラーマップで補間(interpolate) 2012.01.05 【遠藤 理平|TIPS 集|計算物理学】 |