Předmět Moderní prostředky ICT ve výuce (KEF / MPICT)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu KEF / MPICT - Moderní prostředky ICT ve výuce, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci (UP).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

1. Matematický freewarePřehled freewarových programů zaměřených na matematické výpočty aznázornění dat:GNU MaximaVolně šiřitelný program pro algebraické výpočty (CAS - computer algebrasystem), jednoduchá obdoba programů Mathematica, Maple a Derive.GNU OctaveVolně šiřitelná obdoba programu Matlab pro numerické výpočty s jazykempoměrně kompatibilním přímo s Matlabem.GNUplotJeden z nejrozšířenějších programů na znázornění funkcí a vizualizaci dat.2. Software Mathematica a Mathematica CalcCenterSeznámení s prostředím programu Mathematica. Zdůraznění filosofie programu Mathematica v porovnání s jinými matematickými programy, jako jsou Mathematica, MathLab, Maple.Základní práce s notebookem, základy syntaxe příkazů v prostředí Mathematica. Provádění jednoduchých matematických operací v notebooku.Provádění základních matematických operací a výpočtů základních matematických funkcí. Ukázky výpočtů základních matematických funkcí, goniometrických, hyperbolických funkcí a speciálních funkcí, ukázky možnosti práce s komplexními čísly.Práce s algebraickými výrazy. Zjednodušování algebraických výrazů. Rozklad polynomů na součin kořenových činitelů, násobení polynomů, rozklad na parciální zlomky, sčítání zlomků. Konverze goniometrických funkcí na experimentální funkce a zpět.Integrální a diferenciální počet. Provádění derivací a numerických derivací funkcí, derivace prvního řádu a derivace vyšších řádů, parciální derivace. Výpočet integrálů a určitých integrálů funkcí. Nevlastní integrály. Možnosti práce s konečnými a nekonečnými řadami.Operace s vektory a maticemi. Zadávání vektorů a matic v prostředí Mathematica, možnosti práce s prvky vektorů a matic, operace s vektory a maticemi.Zobrazení 2D a 3D grafů. Okamžité vykreslení grafu označené funkce v notebooku. 2D a 3D grafy funkcí ve zvolených souřadnicích. 2D a 3D grafy souborů diskrétních dat.Řešení algebraických a diferenciálních rovnic. Řešení algebraických rovnic a soustav algebraických rovnic. Řešení diferenciálních rovnic 1. a 2. řádu, možnosti prezentace výsledků řešení. Nalezení extrémů funkcí.Příklady použití programu Mathematica pro řešení fyzikálních úloh.Využití programu Mathematica v dalšíchpřírodovědných oborech (chemie, geografie). Srovnání možností programů Mathematica CalcCenter a Mathematica.3. Software Interactive PhysicsSeznámení s prostředím programu Interactive Physics - spuštění programu, vytvoření nové simulace, otevření ukázkového modelu.Nastavení pracovního prostředí pro tvorbu simulace - velikost pracovní plochy, zobrazení os a mřížky.Vkládání nejjednodušších objektů do modelu a nastavení jejich vlastností - fyzikální vlastnosti (poloha, počáteční rychlost, hmotnost, náboj, hustota, volba materiálu, tření, elasticita), geometrické vlastnosti (velikost a tvar), vlastnosti zobrazení (barva, název, zobrazení objektu na ploše,...).Volby fyzikálních vlastností prostředí - gravitace (žádná, homogenní, planetární), odpor prostředí, elektrostatické pole, vlastní potenciálové pole.Přesnost simulace - volba numerické metody (Euler, Kutta-Merson), integrační krok, simulace v reálném čase.Spuštění simulace, její přerušení a návrat do počátečních podmínek.Vykreslení trajektorie pohybu těles - volba počtu vykreslených bodů, volba bodů, jejichž trajektorii chceme pro dané těleso vykreslit, vymazání zobrazené trajektorie.Zobrazení tlačítek na ploše, např. tlačítko pro spuštění simulace.Měření fyzikálních veličin během simulace - např. zobrazení doby od začátku pohybu, zobrazení okamžité rychlosti hmotného bodu.Tvorba vlastních modelů.Použitelnost programu Interactive Physics v dalších přírodovědných oborech.4. Experiment podporovaný počítačem

Literatura

Lepil, O., Richterek, L. Dynamické modelování. Repronis, Ostrava, 2007. ISBN 978-80-7329-156-3.Rybička J. LaTeX pro začátečníky, Konvoj Brno, 2000. Konvoj Brno, 2000. Zimmerman, R. L., Olnes, F. I. Mathematica for Physics. Addison-Wesley, 2002. Baumann G. Mathematica for Theoretical Physics. Springer-Verlag, Heidelberg, 1993. Dick S., Riddle A., Stein D. Mathematica in the Laboratory. Cambridge University Press, 1997. Wolfram S. The Mathematica book. Cambridge University Press, 1996.

Požadavky

Závěrečná seminární práce (model, program)

Garant

Mgr. Jan Říha, Ph.D.

Vyučující

Mgr. František Látal, Ph.D.