¿Existe un simulador de física general para fines de aprendizaje?

¿Hay un simulador de física completo que pueda usar para hacer simulaciones generales con fines de aprendizaje? Por ejemplo:

  1. Crea una caja de arena.
  2. Llene con un gas.
  3. Cargue un modelo sólido en 3D como este (pero en 3D) .
  4. Llénalo con un líquido denso.
  5. Carga por gravedad.
  6. Observa, mide y comprende cómo funciona un barímetro.

No necesita ser preciso, solo utilizable, así que supongo que no es imposible. El punto sería simular y visualizar cualquier tipo de ejercicio que encontrarías en tu libro de física. Sería la madre de las herramientas de aprendizaje. Si no existe, ¿alguien está interesado en programarlo?

La mejor experiencia de aprendizaje sería construir el modelo como una demostración. Siempre me gustaron las demostraciones durante las conferencias, esto es más divertido que algún tipo de juego. Además, en la mayoría de los casos, 3D no se suma a la experiencia de aprendizaje.

Respuestas (6)

¿Hay un simulador de física completo que pueda usar para hacer simulaciones generales con fines de aprendizaje?

Cualquier lenguaje de programación completo de Turing. Se requiere algún ensamblaje. A menudo decimos que todos los modelos son incorrectos, por lo que cualquier problema que desee simular está trabajando en algún nivel de abstracción de leyes físicas más fundamentales. Estos son generalmente problemas específicos y por qué no debe esperar que un simulador de física "general" responda su pregunta (al menos no en 2012). Incluso si tuviera ecuaciones gobernantes perfectamente correctas, cuando realiza una simulación numérica se introducen deficiencias que van desde una pérdida de precisión hasta un cambio completo en la dinámica del sistema.

Mi sugerencia simple es buscar alguna biblioteca de códigos de física. Parece que desea algo orientado al aprendizaje, de naturaleza bastante abierta, fácil de usar y lo suficientemente potente como para realizar una simulación completa de mecánica de fluidos. Estos requisitos de software son casi ridículamente desalentadores. Para que conste, relajar el requisito de precisión para una simulación de dinámica de fluidos computacional no lo hace fácil.

Aquí hay un esfuerzo continuo que apoyo firmemente, Open Source Physics:

http://www.compadre.org/osp/

Debe navegar a través de sus bibliotecas para encontrar lo que más se acerque a sus requisitos. Hipotéticamente, no hay nada que impida usar su formato (con Java) para escribir una simulación 3D completa, pero debo volver a mi punto de que has subestimado por completo el desafío de esa tarea. Aquí hay algunos resultados de la sección de mecánica de fluidos de su biblioteca:

http://www.compadre.org/osp/search/search.cfm?gs=225&b=1&qc=Compiled%20Simulación

Sospecho que encontrará eso insatisfactorio para sus propósitos. Aquí hay un applet específico que hace una simulación básica de Dinámica Molecular (MD) para un gas en 2D:

http://www.compadre.org/osp/items/detail.cfm?ID=8624

Creo que es un programa fantástico, pero las propiedades del fluido simulado no coinciden con lo que quieres. Sería posible que reescribiera su código, expandiéndolo a 3D y cambiando las reglas de interacción de partículas para responder completamente la pregunta en cuestión. Tomaría mucho trabajo, pero si lo hace, por supuesto, envíe su código y publique un enlace.

Perspicaz. Un año después...

El programa más cercano a la descripción es Phun:

http://phun.en.softonic.com/

Descárgalo, es muy divertido.

Oh, ya veo, quieres 3D inmediatamente. Lo suficientemente ambicioso como para no borrar mi respuesta.

Actualización, mayo de 2012. Puede intentar descargar la versión de prueba de Wolfram System Modeler,

http://www.wolfram.com/system-modeler/

Hay un sucesor de Phun, llamado Algodoo para evitar que los padres lo busquen en Google "accidentalmente" y encuentren... cosas diferentes

Como señaló Tobias Kienzler, Algodoo es un buen simulador 2D de física de propósito general. Reemplaza a Phun , que fue mencionado por Luboš Motl en su respuesta.

Si está haciendo esto con fines demostrativos, un programa de diseño 3D real como Blender sería suficiente.

Pero, ¿cómo puedo usarlo para simular gases, electrodinámica, etc.?
@Dokkat tendrás que aprender a usar el programa. Consulte youtube para ver ejemplos de la física de la licuadora.

openmodelica (las imágenes de Google primero para comprender) es la mejor que encontré.

pensado

encuentre elmer, mason, breve, etc. en PSE-modelado y simulación

Esos paquetes no son 'juguetes 3D', permiten la simulación con restricciones complejas.

Creo que esto es lo que buscas funcional y muy fácil de minipular http://universesandbox.com/

Se ve bien, pero no creo que simule nada más que la gravedad.