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0001 <chapter id="tutorials"> 0002 <title 0003 >Einführung zu &step;: Die Anleitungen</title 0004 > 0005 <para 0006 >Mit dem Menüeintrag <menuchoice 0007 ><guimenu 0008 >Datei</guimenu 0009 ><guimenuitem 0010 >Anleitung öffnen ...</guimenuitem 0011 ></menuchoice 0012 > wird ein Dialog angezeigt, in dem Sie die mit &step; mitgelieferten Anleitungen öffnen können. Es gibt fünf Anleitungen mit denen Sie Schritt für Schritt lernen, mit allen Elementen in &step; umzugehen. Starten Sie mit der ersten Anleitung, klicken Sie dazu auf die Datei <filename 0013 >tutorial1.step</filename 0014 >. Diese Anleitung wird jetzt in &step; geöffnet.</para> 0015 <note 0016 ><para 0017 >Wird eine Anleitung nicht richtig angezeigt, drücken Sie auf <guibutton 0018 >Vergrößern</guibutton 0019 > in der Werkzeugleiste.</para 0020 ></note> 0021 0022 <para 0023 >Das Fenster <guilabel 0024 >Welt</guilabel 0025 > zeigt eine Liste aller Objekte in Ihrem Experiment. Wenn Sie in dieser Liste auf ein Objekt klicken, werden seine <guilabel 0026 >Eigenschaften</guilabel 0027 > im Fenster darunter angezeigt. Klicken Sie auf einen der Werte, um ihn zu ändern.</para> 0028 0029 <para 0030 >Jede Anleitung besteht aus Texten, die die neuen Elemente vorstellen und ihre Eigenschaften erklären. Ändern Sie jetzt einige Eigenschaften der Objekte, um zu sehen, wie sich dies auf Ihr Experiment auswirkt. </para> 0031 0032 <sect1 id="tutorial1"> 0033 <title 0034 >Anleitung 1: Körper und Federn</title> 0035 <para 0036 >Diese Anleitung stellt Körper und Federn vor und zeigt, wie eine Simulation gestartet wird.</para> 0037 <para 0038 >In der Physik ist ein Körper ein Objekt, das mit den Theorien der klassischen Mechanik oder der Quantenmechanik beschrieben werden kann und das im Experiment mit Instrumenten untersucht werden kann. Dazu gehören die Bestimmung der Position und in einigen Fällen auch der Orientierung im Raum wie auch die Möglichkeit zur Änderung dieser Werte durch einwirkende Kräfte.</para> 0039 <para 0040 >Eine Feder ist ein elastischer verformbarer Körper, der mechanische Energie speichert.</para> 0041 <screenshot> 0042 <screeninfo 0043 >Experiment 1</screeninfo> 0044 <mediaobject> 0045 <imageobject> 0046 <imagedata fileref="tutorial1.png" format="PNG"/> 0047 </imageobject> 0048 <textobject> 0049 <phrase 0050 >Experiment 1</phrase> 0051 </textobject> 0052 </mediaobject> 0053 </screenshot> 0054 <para 0055 >Das Experiment in dieser Anleitung zeigt zwei Scheiben, die durch eine Feder verbunden sind. Die Scheiben haben eine Anfangsgeschwindigkeit (ein kleiner blauer Pfeil) und eine Beschleunigung (roter Pfeil). Federn haben eine Steifigkeit und eine Länge, die verändert werden kann. Wenn sie die Simulation starten, sehen Sie, wie die Scheiben durch die Feder zusammengezogen und abgestoßen werden. Verändern Sie in diesem Experiment die Eigenschaften der Objekte wie zum Beispiel die Steifigkeit der Feder und beobachten Sie die Änderungen im Versuchsablauf.</para> 0056 <para 0057 >Am Ende dieser Anleitung sollten Sie mit der Bedienungsoberfläche von &step; vertraut und in der Lage sein, die Eigenschaften von Objekten zu ändern.</para> 0058 </sect1> 0059 0060 <sect1 id="tutorial2"> 0061 <title 0062 >Anleitung 2: Schieberegler und Diagramme</title> 0063 <para 0064 >In dieser Anleitung lernen Sie Schieberegler und Diagramme kennen.</para> 0065 <para 0066 >Ein Schieberegler ist ein Gerät, um die Eigenschaften von Körpern oder Federn grafisch zu verändern. In dieser Anleitung können Sie die Steifigkeit der „Feder1“ mit einem Schieberegler beeinflussen. Durch Verschieben des Reglers nach rechts oder mit der Kurzwahltaste „W“ erhöhen Sie den Wert der Steifigkeit, durch Verschieben des Reglers nach links oder mit der Kurzwahltaste „Q“ verringern Sie ihn. Klicken mit der &RMBn; auf den Schieberegler zeigt ein Kontextmenü mit diesen Aktionen an, außerdem können Sie durch Auswahl von <guilabel 0067 >Schieberegler einrichten ...</guilabel 0068 > einen Dialog zur Änderung aller Eigenschaften dieses Reglers öffnen.</para> 0069 <screenshot> 0070 <screeninfo 0071 >Experiment 2</screeninfo> 0072 <mediaobject> 0073 <imageobject> 0074 <imagedata fileref="tutorial2.png" format="PNG"/> 0075 </imageobject> 0076 <textobject> 0077 <phrase 0078 >Experiment 2</phrase> 0079 </textobject> 0080 </mediaobject> 0081 </screenshot> 0082 <para 0083 >In Diagrammen können Sie die Beziehung zwischen zwei Variablen grafisch darstellen. Im Experiment in dieser Anleitung wird die Position von Teilchen1 während des Ablaufs des Experiments in der Welt1 dargestellt. Klicken Sie mit der &RMBn; auf das Diagramm, dann können sie es entfernen, in den Anfangszustand zurücksetzen und auch einen Einrichtungsdialog öffnen, um darin alle Eigenschaften dieses Diagramms zu bearbeiten.</para> 0084 <para 0085 >Am Ende dieser Anleitung sollten Sie in der Lage sein, mit Schiebereglern die Eigenschaften von Objekten zu verändern und mit Diagrammen bestimmte Eigenschaften im Experiment grafisch darzustellen.</para> 0086 </sect1> 0087 0088 <sect1 id="tutorial3"> 0089 <title 0090 >Anleitung 3: Starre Körper und Spuren</title> 0091 <para 0092 >Anleitung 3 bietet eine Einführung zu starren Körpern und Spuren ihrer Bewegung.</para> 0093 <para 0094 >Ein starrer Körper ist das idealisierte Modell eines Festkörpers mit endlicher Größe, der nicht verformt werden kann. D. h. der Abstand zwischen zwei bestimmten Punkten des Körpers bleibt im Experiment immer unverändert, unabhängig von den einwirkenden äußeren Kräften.</para> 0095 <para 0096 >Eine Spur zeigt die Bahn der Bewegung eines Punktes auf einem starren Körper an.</para> 0097 <screenshot> 0098 <screeninfo 0099 >Eigenschaften der Scheibe</screeninfo> 0100 <mediaobject> 0101 <imageobject> 0102 <imagedata fileref="disk-properties.png" format="PNG"/> 0103 </imageobject> 0104 <textobject> 0105 <phrase 0106 >Eigenschaften der Scheibe</phrase> 0107 </textobject> 0108 </mediaobject> 0109 </screenshot> 0110 <para 0111 >Wenn Sie einen starren Körper wie die Scheibe ausgewählt haben, werden drei graue Quadrate darauf angezeigt. Klicken Sie darauf und ziehen dann den Mauszeiger, so können Sie die Geschwindigkeit, den Winkel und die Winkelgeschwindigkeit des Körpers grafisch ändern. </para> 0112 <screenshot> 0113 <screeninfo 0114 >Experiment 3: Zwei Spuren</screeninfo> 0115 <mediaobject> 0116 <imageobject> 0117 <imagedata fileref="tutorial3.png" format="PNG"/> 0118 </imageobject> 0119 <textobject> 0120 <phrase 0121 >Experiment 3: Zwei Spuren</phrase> 0122 </textobject> 0123 </mediaobject> 0124 </screenshot> 0125 <para 0126 >Das Experiment in Anleitung 3 besteht aus einer Scheibe und einem Rechteck, die durch eine Feder verbunden sind. Auf dem Rechteck befindet sich eine Spur. das ist der blaue Kreis. Fügen sie einen weiteren hinzu: Wählen Sie dazu das Objekt <guilabel 0127 >Spur</guilabel 0128 > in der <guilabel 0129 >Palette</guilabel 0130 > und klicken Sie dann auf einen Punkt auf dem Rechteck, dessen Bewegung verfolgt werden soll. Im Fenster <guilabel 0131 >Eigenschaften</guilabel 0132 > wählen Sie dann die Zeile <guilabel 0133 >Farbe</guilabel 0134 > aus. Dann können Sie rechts auf das blaue Quadrat klicken und damit einen Dialog zur Auswahl einer Farbe öffnen. Das Bildschirmfoto oben zeigt den Verlauf der zwei Spuren, nachdem die Simulation einige Sekunden ausgeführt wurde.</para> 0135 </sect1> 0136 0137 <sect1 id="tutorial4"> 0138 <title 0139 >Anleitung 4: Motoren und Kräfte</title> 0140 <para 0141 >Es gibt zwei Arten von Motoren in &step;: Linearmotoren und Drehmotoren. Linearmotoren wenden eine konstante Kraft auf einen bestimmten Punkt eines Körpers an, Drehmotoren ein konstantes Drehmoment auf einen Körper.</para> 0142 <para 0143 >Drei verschieden Kräfte können auf einen Körper einwirken: die Gewichtskraft, die Gravitationskraft und die Coulomb-Kraft. In der Voreinstellung haben alle Kräfte in &step; den Wert Null. Die Coulomb-Kraft beschreibt die Kraft zwischen zwei kugelsymmetrisch verteilten elektrischen Ladungen.</para> 0144 <screenshot> 0145 <screeninfo 0146 >Experiment 4: Motoren</screeninfo> 0147 <mediaobject> 0148 <imageobject> 0149 <imagedata fileref="tutorial4.png" format="PNG"/> 0150 </imageobject> 0151 <textobject> 0152 <phrase 0153 >Experiment 4: Motoren</phrase> 0154 </textobject> 0155 </mediaobject> 0156 </screenshot> 0157 <para 0158 >Dieses Experiment besteht aus einer Scheibe und einem Rechteck, die mit einer Feder verbunden sind. Das schmale Rechteck unten begrenzt den Versuchsaufbau. An der Scheibe und dem Rechteck sind jeweils ein Linearmotor angebracht. Mit den beiden Schiebereglern können Sie die Kräfte dieser Motoren verändern. Starten Sie die Simulation und ändern Sie die Kräfte der Motoren mit den Schiebereglern. Fügen Sie jetzt noch eine Gewichtskraft in diese Welt ein. Gewichtskräfte sind immer global und wirken auf alle Objekte im Experiment. Starten Sie die Simulation neu und beobachten Sie, wie sich jetzt der Ablauf des Experiments verändert.</para> 0159 <para 0160 >Ersetzen Sie den Linearmotor am Rechteck durch einen Drehmotor. Klicken Sie dazu in der <guilabel 0161 >Palette</guilabel 0162 > auf <guilabel 0163 >Drehmotor</guilabel 0164 > und dann auf einen Punkt auf dem Rechteck. Geben Sie für das Moment einem Wert ein, indem Sie mit dem linken Mauszeiger am grauen Quadrat des Motors ziehen.</para> 0165 <screenshot> 0166 <screeninfo 0167 >Drehmotor</screeninfo> 0168 <mediaobject> 0169 <imageobject> 0170 <imagedata fileref="circular-motor.png" format="PNG"/> 0171 </imageobject> 0172 <textobject> 0173 <phrase 0174 >Drehmotor</phrase> 0175 </textobject> 0176 </mediaobject> 0177 </screenshot> 0178 <para 0179 >Diese Anleitung zeigte die Anwendung von Motoren und Kräften, Sie sollten jetzt in der Lage sein, diese Objekte im Experiment zu benutzen.</para> 0180 </sect1> 0181 0182 <sect1 id="tutorial5"> 0183 <title 0184 >Anleitung 5: Verbindungen </title> 0185 <para 0186 >Verbindungen sind Objekte, die Körper aneinander oder an den Hintergrund anschließen. Es gibt folgende Verbindungen in &step;: Anker, Stift und Stab. Ein Anker fixiert die Position eines Körpers, sodass der Körper nicht bewegt werden kann. Ein Stift fixiert die Position eines Punktes auf dem Körper, der Körper kann sich noch um diesen Punkt drehen. Ein Stab ist eine Verbindung, die den Abstand zwischen zwei Körpern fixiert.</para> 0187 <screenshot> 0188 <screeninfo 0189 >Experiment 5: Doppelpendel</screeninfo> 0190 <mediaobject> 0191 <imageobject> 0192 <imagedata fileref="tutorial5.png" format="PNG"/> 0193 </imageobject> 0194 <textobject> 0195 <phrase 0196 >Experiment 5: Doppelpendel</phrase> 0197 </textobject> 0198 </mediaobject> 0199 </screenshot> 0200 <para 0201 >Anleitung 5 beschreibt einen Versuch mit einem Doppelpendel.</para> 0202 <para 0203 >Fügen Sie ein <guilabel 0204 >Teilchen</guilabel 0205 > zum Versuch hinzu und verbinden Sie es mit Teilchen2 durch einen Stab. Klicken Sie dazu in der <guilabel 0206 >Palette</guilabel 0207 > auf das Objekt <guilabel 0208 >Stab</guilabel 0209 >. Nun müssen Sie mit der &LMBn; das erste Objekt auswählen, das mit dem Stab verbunden wird - Teilchen2. Ziehen Sie den Mauszeiger bei gedrückter &LMBr; zum zweiten Objekt, dem Teilchen3, und lassen Sie die &LMB; dort los. Damit haben Sie ein Dreifachpendel erstellt.</para> 0210 </sect1> 0211 0212 </chapter>