Khi đó, danh sách các bi n ch ng trình nhân thì ch có giá tr trong ch ng trình nhân đ c s d ng.
Trang 2M C L C
0 Gi i thi u v PAKMA 2002 1
1 Làm vi c v i đ án có s n 2
1.1 Cài đ t PAKMA lên máy tính 2
1.2 Kh i đ ng PAKMA 2
1.3 Giao di n chính c a PAKMA 2
1.4 Các thành ph n chính c a PAKMA 2
1.4.1 Ch ng trình nhân 3
1.4.2 B ng ph m vi bi n thiên c a các bi n s 3
1.4.3 B ng giá tr đ u cho các bi n s 4
1.4.4 Các c a s xu t 4
1.5 Thanh công c c a PAKMA 5
1.6 M m t đ án có s n 6
1.7 Th c hi n m t đ án đã m 6
1.7.1 Ch đ thí nghi m th c 6
1.7.2 Ch đ tái b n 6
1.7.3 Ch đ mô hình 6
1.8 Th c hi n các s a đ i đ i v i m t đ án 7
2 Thi t k các đ án 7
2.1 Các l nh l p trình trong ch ng trình nhân 7
2.1.1 Các toán t và phép gán 7
2.1.2 C u trúc vòng l p repeat until 7
2.1.3 C u trúc vòng l p for to do 8
2.1.4 C u trúc đi u ki n if then else 8
2.1.5 L nh xu t d li u Output()ho c Ausgabe() 8
3 Làm vi c v i VisEdit 8
3.1 C u trúc tác đ ng 8
3.2 Kh i đ ng VisEdit 9
3.3 Giao di n c a VisEdit 9
3.4 Các bi u t ng đ c s d ng trong c u trúc tác đ ng 9
3.4.1 H ng s 9
3.4.2 i l ng hàm 10
3.4.3 i l ng tích phân 10
3.4.4 B phát sinh s ki n 11
3.5 Ví d v vi c thi t k c u trúc tác đ ng 11
3.5.1 Xác đ nh nh ng đ i l ng c n thi t nh t cho mô hình 11
3.5.2 T o bi u t ng t ng ng v i nh ng đ i l ng nói trên 12
3.5.3 t tên cho các bi u t ng 12
3.5.4 Liên k t các bi u t ng v i nhau 12
3.5.5 Khai báo công th c cho các đ i l ng 12
3.5.6 Ch nh s a và trang trí 13
3.5.7 T o ch ng trình nhân 13
4 Làm vi c v i các c a s xu t 14
Trang 34.1 Thi t k các đ i t ng bi u di n s li u 14
4.1.1 ng h s 14
4.1.2 ng h kim 14
4.1.3 Bi u di n thanh 15
4.1.4 th 15
4.2 Thi t k các ph n t ho t hình 15
4.2.1 Các ph n t ho t hình 15
4.2.2 Liên k t các đi m đi u khi n c a ph n t ho t hình v i các bi n xu t 16
4.2.3 ánh d u các ph n t ho t hình trong c a s xu t 17
4.3 Thi t k đ i t ng dùng đ nh p giá tr 17
4.3.1 Thanh cu n 17
4.3.2 Khoá chuy n 18
4.3.3 Nút b m 18
5 Ví d v thi t k mô hình dao đ ng c a con l c lò xo 18
5.1 Các ý t ng thi t k : 18
5.2 T o ch ng trình nhân b ng VisEdit 19
5.3 T o c a s xu t 19
5.4 T o dòng ch làm tiêu đ 19
5.5 T o đ th bi u di n quan h x-t và v-t 20
5.6 T o hình nh ho t hình c a con l c 20
5.7 Liên k t các ph n t ho t hình v i các bi n 20
5.8 Th c hi n đ án và ch nh s a (n u c n) 21
6 Thi t k thí nghi m v i con l c lò xo 21
6.1 M c đích: 21
6.2 D ng c và b trí thí nghi m: 21
6.3 Vi t ch ng trình nhân: 22
6.4 Thi t k c a s xu t: 22
6.5 Ti n hành thí nghi m: 23
Trang 40 Gi i thi u v PAKMA 2002
Ph n m m PAKMA là s n ph m c a nhóm nghiên c u ph n m m (PM) d y h c do
GS TS D Heuer (nguyên tr ng B môn lý lu n d y h c V t lý, Vi n v t lý và thiên v n,
i h c Wuerzburg, CHLB c) ch trì ây là s n ph m đ c thi t k theo quan đi m k t
h p gi a ba xu h ng chính trong vi c ng d ng tin h c vào d y h c, đó là dùng máy vi tính nh là:
a) m t thi t b v n n ng trong các thí nghi m v t lý, trong đó bao g m c ch c
Animation Ph n m m PAKMA có th th c hi n các công vi c:
+ o các đ i l ng trong các thí nghi m V t lý (Messen)
+ Mô ph ng các hi n t ng, quá trình V t lý (Modellieren)
+ Phân tích s li u đo đ c t th c nghi m (Analyse)
+ T o các hình nh chuy n đ ng (Animation)
Có th nói, PAKMA là m t ph n m m chuyên d ng cho b môn v t lý và có kh
n ng h tr r t cao đ i v i GV v t lý vì ngoài nh ng thi t b đ c thi t k s n (do nhóm nghiên c u và phát tri n PM PAKMA) ng i GV có th t ch t o các thi t b đo t ng thích v i ph n c ng c a PAKMA ho c s d ng nh ng thi t b đã có s n trên th tr ng (Ví
d : GV có th s d ng con chu t c a máy vi tính nh là m t thi t b c m ng chuy n đ ng trong m t ph ng, có th dùng các thi t b đo có đ u n i v i máy vi tính thông qua các c ng COM ho c LPT…) đ ti n hành các thí nghi m VL t thi t k
có th th c hi n đ c các ch c n ng đã nêu, h th ng PAKMA bao g m các thành ph n:
Ph n c ng:
- Card ISA g n vào b ng m ch chính c a máy tính
- Các môdun bi n đ i tín hi u t ng t - s
- H p giao ti p g m 8-16 kênh đo hi u đi n th và 2 kênh đ m xung
- Các b c m ng c , quang, đi n đ thu nh n tín hi u t các thí nghi m VL
Trang 51 Làm vi c v i đ án có s n
1.1 Cài đ t PAKMA lên máy tính
Mu n cài đ t PAKMA lên máy tính và s d ng phiên b n ti ng Vi t ho c ti ng Anh thì có th làm theo 2 cách sau:
- Cài phiên b n ti ng c: cho th c hi n t p tin Setup.exe t đ a ph n m m ho c t gói ph n m m đ c t i t m ng (qua đ a ch didaktik.physik.uni-wuerzburg.de) đ cài đ t PAKMA lên đ a c ng Sau đó thay th t p tin ch ng trình PAKMA.EXE b ng t p tin v i phiên b n ti ng Vi t ho c ti ng Anh t ng ng
- Sao chép th m c PAKMA2002 t đ a CD vào đ a c ng
Chú ý: Mu n s d ng đ c PAKMA thì ng i s d ng ph i có quy n truy c p đ c
vào th m c C:\Windows\System32 c a th m c ch a các t p tin h th ng c a h đi u hành Windows
1.2 Kh i đ ng PAKMA
Ph n m m PAKMA đ c kh i đ ng gi ng nh t t c các ph n m m ch y trên Windows khác
Trang 6• T p tin s li u đo đ c (thu đ c khi s d ng PAKMA đ đo các đ i l ng V t lý trong thí nghi m) T phiên b n PAKMA 2000 b giá tr đo đ c t thí nghi m có
th đ c l u tr chung v i ch ng trình nhân và các thành ph n khác trong m t t p tin đ án
Kho ng bi n thiên c a các bi n s xu t đ c khai báo trong danh sách các kho ng
bi n thiên Các kho ng bi n thiên này đ c bi t có ý ngh a đ i v i vi c bi u di n s li u trên các đ th ho c bi u di n các hình nh đ ng trong nh ng c a s xu t
Hình 2: B ng khai báo ph m vi bi n thiên c a các bi n s
Trang 7m b ng này, ch n m c Nh p → Kho ng bi n thiên Khi đó, danh sách các bi n
ch ng trình nhân thì ch có giá tr trong ch ng trình nhân đ c s d ng
N u không có giá tr đ u nào đ c khai báo cho các bi n n m v trái c a các phép gán thì bi n đó s t đ ng l y giá tr 0 lúc ch ng trình nhân b t đ u th c hi n Ví d , n u trong ch ng trình nhân có dòng l nh x:=x+v*dt; thì bi n x s đ c t đ ng gán giá tr
b ng 0 n u không có m t khai báo nào khác cho giá tr đ u c a bi n này
• Bi u di n các ph n t ho t hình b ng cách ch n nh ng l nh trong m c Ho t hình
• Nh p giá tr cho các bi n s thông qua thanh cu n, khoá chuy n ho c nút
b m
Trang 8Hình 5: M t c a s xu t trong đ án v dao đ ng c a h 2 v t n ng, 2 lò xo
1.5 Thanh công c c a PAKMA
C ng nh trong nh ng ng d ng Window khác, PAKMA có m t s thanh công c
dùng đ ti t ki m th i gian g i th c hi n các l nh thông qua h th ng b ng ch n Hình d i
đây là thanh công c chu n c a PAKMA
Hình 6: Thanh công c chu n c a PAKMA
B ng 1: Các nút trong thanh công c chu n và l nh t ng ng
T p tin → Chuy n sang ch đ thi t k Ch n hi n th các c a s xu t
Th c hi n đ án → Nh là thí nghi m th c
Ch n hi n th các l p đ i t ng trong c a s xu t
Th c hi n đ án → Nh là tái
b n
B t/t t đ ng k ô (đ ng l i) trong c a s xu t
Trang 91.6 M m t đ án có s n
V nguyên t c, có th m đ án c a PAKMA (t p tin có d ng *.prj) b ng cách nh p đúp chu t vào bi u t ng c a đ án trong Windows Explorer Khi đó, Windows s g i th c
hi n ch ng trình PAKMA và m đ án đ c ch n ra m t cách t đ ng Tuy nhiên, n u
mu n m đ án khi đã kh i đ ng PAKMA thì hãy làm theo các b c sau:
− Ch n m t t p tin đ án thích h p nh t v i m c đích s d ng trong các tài li u đ c cung c p cùng v i PAKMA
− Ghi l i tên c a t p tin đ án đó (có đ ng d n th m c c n thi t)
− Ch n l nh T p tin → M (ho c nh p chu t vào nút trên thanh công c ) đ m
t p tin đ án đã ch n
− N u đ án này là m t thí nghi m và s li u đo đ c không đ c l u cùng v i t p tin
đ án thì ph i t i thêm t p tin s li u đo b ng cách ch n l nh T p tin → T i các thành ph n → S li u đo
− Cho th c hi n đ án b ng cách ch n Th c hi n đ án → Nh là tái b n ho c Th c
hi n đ án → Nh là mô hình (N u có ch n l nh Th c hi n đ án → Hi n th h p tho i cho b đ m s li u đ th thì ph i kh ng đ nh l i vi c th c hi n đ án b ng cách nh p chu t vào nút Ch p nh n c a h p tho i)
1.7 Th c hi n m t đ án đã m
Có nhi u cách khác nhau đ th c hi n m t đ án đã m tùy theo b n ch t c a đ án
Tr vi c th c hi n m t thí nghi m th t thì nh ng ch đ th c hi n khác có th dùng m t cách tu ý Tuy nhiên, t c đ th c hi n c a các ch đ s t ng d n theo th t : thí nghi m
th t, tái b n, mô hình Nói chung, PAKMA s cho th c hi n m t đ án cho đ n khi h t kho ng th i gian khai báo ho c h t vòng l p chính trong ch ng trình nhân tr khi có đi u khi n ng t/d ng đ án c a ng i s d ng (ch ng h n nh nh p chu t vào các nút ; và )
1.7.1 Ch đ thí nghi m th c
Trong ch đ này, PAKMA s đi u khi n các thi t b đo đ c n i v i máy tính đ thu
th p s li u c n thi t cho các đ i l ng v t lý làm đi u này, ta th c hi n l nh Th c hi n
đ án → Nh là thí nghi m th c ho c nh p chu t l n l t vào các nút ; và
Mu n k t thúc đ án (c ng là k t thúc quá trình đo đ c) thì nh p chu t vào nút
1.7.2 Ch đ tái b n
Trong ch đ này, PAKMA s th c hi n l i thí nghi m đ c l p v i thi t b thí nghi m
ho c th c hi n mô hình c a quá trình v t lý đã đ c thi t k trong ch ng trình nhân (N u
là th c hi n l i thí nghi m thì ph i t i s li u đo) Ch đ tái b n đ c th c hi n b ng l nh:
Th c hi n đ án → Nh là tái b n ho c thông qua các nút t t: ; và trên thanh công c án s đ c th c hi n cho đ n khi h t th i gian qui đ nh trong ch ng trình nh t
ho c khi ta nh p chu t vào nút
Có th thay đ i t c đ th c hi n c a đ án b ng cách s d ng thanh tr t Giá tr b ng 1 c a h s này ng v i t c đ c a thí nghi m trong th i gian th c
1.7.3 Ch đ mô hình
th c hi n m t đ án theo ch đ mô hình, th c hi n l nh Th c hi n đ án → Nh
là mô hình ho c l n l t nh p chu t vào các nút: ; và
Trang 10Ngoài ra, đ i v i ch đ tái b n và mô hình thì có th s d ng các nút đi u khi n
và đ t m d ng ho c th c hi n đ án theo t ng b c m t ( ng v i kho ng th i gian
dt đã khai báo trong ch ng trình nhân)
1.8 Th c hi n các s a đ i đ i v i m t đ án
làm cho m t đ án có s n tr nên thích h p v i nhu c u s d ng, ta có th s
− thay đ i các tham s ho c các giá tr đ u c a các bi n: dùng h p tho i Các giá tr
đ u
− đ nh l i kích c m i cho các bi n và đ th trong c a s xu t: thay đ i các kho ng
bi n thiên c a các bi n xu t (Kho ng bi n thiên)
− thay đ i các phép tính toán bên trong đ án: thay đ i ch ng trình nhân
− thêm/b t các ph n t ho t hình ho c các đ i t ng đ h a khác trong c a s xu t
− thay đ i các liên k t gi a các ph n t ho t hình ho c liên k t gi a các ph n t ho t hình v i các bi n xu t
2 Thi t k các đ án
M t đ án hoàn ch nh c a PAKMA (th ng đ c l u thành các t p tin có d ng *.prj
ho c *.pro) bao g m t t c các thành ph n c n thi t cho vi c th c hi n đ án Nh ng
môđun này là:
+ Toán t s h c: + (phép c ng); - (phép tr ); * (phép nhân); / (phép chia)
+ Toán t logic: and; or; not
+ Phép gán: :=
2.1.2 C u trúc vòng l p repeat until
C u trúc này t o ra m t vòng l p Các l nh bên trong vòng l p đ c th c hi n cho
đ n khi đi u ki n nêu sau t khoá until đ c tho mãn Ví d , vòng l p
Trang 11C u trúc này luôn đ c s d ng trong ch ng trình nhân c a PAKMA vì dù trong thí nghi m hay trong mô hình thì các phép đo ho c các phép tính toán đ u đ c th c hi n nhi u l n trong nh ng kho ng th i gian dt nh t đ nh
2.1.3 C u trúc vòng l p for to do
Vòng l p này s k t thúc sau m t s l n l p cho tr c Ví d , vòng l p
for i:=1 to 10 do x:=x+dx;
s th c hi n vi c t ng giá tr c a x lên m t l ng là dx trong 10 l n
2.1.4 C u trúc đi u ki n if then else
C u trúc này cho phép phân nhánh ch ng trình tu theo đi u ki n đ c nêu lên trong m nh đ if N u đi u ki n nghi m đúng thì các l nh nêu trong m nh đ then s
đ c th c hi n, n u không, các l nh trong m nh đ else s đ c th c hi n
2.1.5 L nh xu t d li u Output()ho c Ausgabe()
L nh Output (ho c Ausgabe) dùng đ g i / xu t giá c a các bi n s d ng trong
ch ng trình nhân ra c a s xu t Khi m t bi n đã đ c khai báo trong danh sách các tham
s c a l nh Output thì giá tr c a bi n đó s có th đ c hi n th trong c a s xu t d i nhi u d ng khác nhau Ví d , n u mô hình hoá dao đ ng c a con l c lò xo thì trong ch ng trình nhân có th có l nh output(t, x, v, a); đ xu t các bi n th i gian (t), đ l ch (x) kh i v trí cân b ng c a qu n ng, v n t c (v) và gia t c (a) c a qu n ng Sau khi đã
đ c khai báo, bi n t và x có th đ c s d ng trong đ th x-t, bi n x còn có th đ c s
d ng trong liên k t v i ph n t ho t hình (lò xo, qu n ng…), bi n v và a s đ c bi u di n
m i tên s đ c tính t giá tr c a đ i l ng n m g c m i tên
Trang 12Hình 7: Ví d v c u trúc tác đ ng dùng đ mô hình hoá dao đ ng
c a m t h 2 v t g n vào 2 lò xo
T c u trúc tác đ ng, VisEdit s t o ra ch ng trình nhân cho đ án PAKMA theo thu t toán tính g n đúng đ c ch n cùng v i m t s tùy ch n đ c khai báo tr c
3.2 Kh i đ ng VisEdit
Có nhi u cách khác nhau đ kh i đ ng VisEdit:
− Kh i đ ng VisEdit nh là m t ng d ng c a Windows: qua menu nút Start trên thanh tác v (task bar), qua shortcut c a VisEdit, …
− Kh i đ ng VisEdit t PAKMA: thông qua l nh So n th o → Load VisEdit
ho c nh p chu t vào nút trên thanh công c chu n c a PAKMA
Trong VisEdit, h ng s là m t bi n s có giá tr xác đ nh và không thay đ i
trong quá trình th c hi n ch ng trình nhân (ví d : kh i l ng c a các v t, đ c ng
c a lò xo, gia t c tr ng tr ng…) Bi u t ng c a h ng s là m t hình tròn Bên
trong hình tròn là tên c a h ng s Phía ngoài hình tròn là mô t ng n g n v h ng s đó
H p tho i dùng đ khai báo m t h ng s có d ng:
Trang 13Hình 9: Khai báo cho h ng s
i l ng hàm là m t đ i l ng mà giá tr c a nó đ c tính t m t hay
nhi u đ i l ng khác b ng m t phép gán tr c ti p (ví d nh l c đàn h i c a lò
xo; đ ng n ng c a v t chuy n đ ng; th n ng đàn h i c a lò xo…) i l ng
hàm đ c bi u di n b ng bi u t ng nh hình bên c nh Mu n khai báo thông tin cho đ i
l ng hàm thì nh p đúp chu t vào bi u t ng c a đ i l ng H p tho i đ khai báo các thu c tính c a đ o l ng hàm s xu t hi n
Ví d , n u F là l c đàn h i c a lò xo có đ c ng k ng v i đ l ch x kh i v trí cân
b ng thì ta nh p vào ô công th c: -f*x
Hình 10: Khai báo công th c tính cho cho đ i l ng hàm
3.4.3 i l ng tích phân
i l ng tích phân (integrated quality) là đ i l ng đ c tính b ng
cách c ng d n giá tr sau nh ng kho ng th i gian dt cho tr c Ví d , sau
m t kho ng th i gian dt thì v n t c c a m t v t bi n thiên đ c m t
l ng là dv=a.dt Khi đó, v là m t đ i l ng tích phân và đ c vi t d i
d ng câu l nh v := v + a*dt ho c v := v+dv (v i dv := a*dt) Vi c khai báo thông s cho đ i
l ng tích phân đ c th c hi n t ng t nh v i đ i l ng hàm, ch khác là ta ch c n nh p công th c đ tính ph n bi n phân c a đ i l ng Ví d , v i đ i l ng v n t c trên thì ta
ch c n nh p ph n a*dt trong công th c vì đó chính là ph n bi n phân dv c a v n t c v
