"Задачи по физике для компьютера"

Каждый учитель знает, что задач никогда не бывает много. Но дело, конечно, не только в количестве: после того как дети получают некоторые первоначальные навыки (мы специально не оговорили — какие именно, поскольку речь может идти и о программировании, и о работе, например, с электронными таблицами и т.д), они непременно хотят применить их к решению содержательных задач. Поэтому сборники таких задач представляют для учителя информатики особую ценность.

Сегодня мы кратко расскажем о книге Э.В. Бурсиана "Задачи по физике для компьютера". Она вышла в 1991 году в издательстве "Просвещение" в серии учебных пособий для педагогических институтов. В книге имеется множество разнообразных задач, причем среди них достаточное количество совсем простых. Отметим также, что практически все задачи требуют знания физики лишь в пределах школьного курса (кроме того, их физические решения, как правило, приводятся прямо в условиях). Приведем содержание главы "Задачи".

1. Тренировочные задачи.
2. Обработка результатов измерений.
3. Кинематика.
4. Динамика одномерного движения.
5. Динамика двухмерного движения.
6. Динамика вращательного движения.
7. Колебания.
8. Молекулярная физика.
9. Электростатика.
10. Постоянный ток.
11. Магнитное поле.
12. Нестационарные и переменные токи.
13. Геометрическая оптика.
14. Волновая оптика.
15. Тепловое излучение. Дисперсия.
16. Теория относительности. Квантовая механика. Атом и ядро.

Помимо собственно задач и практически уже неактуальных, "Минимальных сведений о вычислительной технике и программировании", в сборнике имеется глава "Численные методы", в которой приводятся сведения из вычислительной математики, которые могут пригодиться при решении задач.

Все задачи снабжены решениями. В решениях задач используется язык Бейсик, причем один из "древних" его диалектов — с нумерацией строк в программах и минимумом структурных операторов. Но поскольку программы даже в достаточно сложных с физической точки зрения задачах получаются совсем короткими, перевод их на любой язык программирования не составляет проблем.

Приведем пример задачи из раздела "Колебания".

Задача "Фигуры Лиссажу". Продемонстрируйте на экране дисплея сложение двух взаимно перпендикулярных колебаний с разными амплитудами, частотами, а также различной разностью фаз между ними.

Решение. Уравнение колебаний вдоль осей ОХ и OY запишем в виде х = A₁cos(w₁,t)_; у =A₂cos(w₂t+f).

Программа для решения задачи имеет следующий вид:

' Фигуры Лиссажу

10 А1 = 100
20 А2 = 50
30 W1 = 2
40 W2 = 6.1
50  F1 = 1.4
60  SCREEN 2
70 LINE (315, 260)-(315, 0), 5
80 LINE (0, 130)-(630, 130), 5
90 FOR Т = 0 ТО 20 STEP .001
100 Х = А1 *COS(W1 *T)
110 Y - A2 * COS(W2 * Т + F)
120 PSET(X + 315, Y+ 130)
130 NEXT Т
140 GOTO 140

Результат работы программы показан на рисунке.

Книга вышла не очень большим (для своего времени) тиражом — 40 000 экз., однако она имеется практически во всех педагогических библиотеках.