AP Physics Simulator: HS Lab
AP Physics Simulator: HS Lab — Sag das Ergebnis voraus, führe eine 3D-Physiksimulation durch und sieh, wie nah du dran warst
AP Physics Simulator: HS Lab, in der App Physics Sandbox genannt, ist ein Physiksimulator und Physiklabor für Schüler der Oberstufe und AP-Physics-Schüler auf Android; eine iPhone-Version ist in Vorbereitung. Du legst dich zuerst auf eine Zahl fest, führst dann eine echte Starrkörpersimulation in 3D durch und siehst anschließend deine Schätzung neben dem vom Physik-Engine gemessenen Wert.
- Preis
- Kostenlos, Pro-Upgrade
- Plattformen
- Jetzt auf Android, iPhone folgt
- Sprachen
- 10
Algebra zu beherrschen ist nicht dasselbe wie zu wissen, wie die Zahl ausfallen wird.
In jeder Lektion sollst du ein Ergebnis vorhersagen, bevor das Experiment startet: wie weit der Ball landet, wie schnell der Block den Rampenfuß erreicht oder wie lange das Pendel für eine Schwingung braucht. Verify zeigt dann deine Schätzung neben dem Messwert an – mit einem ehrlichen „Um X Prozent daneben“, wenn du falschlagst.
Was es ist
AP Physics Simulator: HS Lab (in der App Physics Sandbox) ist eine Physik-Übungsapp für Schüler der Oberstufe und AP-Physics-Schüler mit 33 Lektionen in vier Einheiten: Kinematik, Newtons Gesetze und Reibung, Energie und Impuls sowie harmonische Schwingungen und Federn. Jede Lektion folgt auf einer echten Starrkörper-Physik-Engine in 3D dem Ablauf Vorhersagen, Ausführen, Überprüfen. Außerdem kannst du auf einem Playground mit fünf verstellbaren Aufbauten Schieberegler verändern und eigene Experimente durchführen.
In der App
So sieht es aus
Hintergrund
Wie entwickelst du physikalische Intuition für Kinematik und Newtons Gesetze?
Intuition in der Mechanik entsteht, wenn man auf nützliche Weise danebenliegt. Wenn du zuerst ein Ergebnis schätzt, etwa die Geschwindigkeit eines Balls am Fuß einer Rampe, und dann das echte Ergebnis siehst, zeigt dir die Differenz, welche Idee du missverstanden hast. Wer nur mit der Formel arbeitet, übersieht diese Differenz, denn korrektes Einsetzen kann ein schlechtes Gefühl dafür verbergen, wie die Antwort ausfallen sollte. Deshalb ist eine Simulation mit einer vorherigen Schätzung eine gute Ergänzung zu Aufgaben aus dem Lehrbuch – in einem ersten Physikkurs oder in AP Physics 1.
KinematikBewegung beschreiben, ohne nach dem Warum zu fragen
Freier Fall, Wurfbewegung, waagerechter Wurf und Geschwindigkeit-Zeit-Diagramme beschreiben, wo sich etwas befindet und wie schnell es sich bewegt. Ein klassisches Ergebnis lautet, dass ein Projektil auf ebenem Boden am weitesten fliegt, wenn es unter einem Winkel von 45 Grad abgeschossen wird – gemäß R = v squared times sin of 2 theta, divided by g.
Newtons Gesetze und ReibungKraft erklärt die Veränderung der Bewegung
Trägheit, F = m a sowie actio und reactio verbinden Kraft und Beschleunigung. Rampen fügen Gewichtskomponenten hinzu, und Reibung wirkt als Kraft der Gleit- oder Rollbewegung entgegen. Wenn du den Winkel, die Masse oder den Reibungskoeffizienten änderst und den Versuch erneut durchführst, siehst du, was davon tatsächlich eine Rolle spielt.
Energie und ImpulsWas bleibt bei einem Stoß erhalten?
Der Impuls bleibt bei Stößen erhalten, die kinetische Energie jedoch nur bei elastischen Stößen. Die Restitution beschreibt, wie stark ein Stoß abprallt. Deshalb können sich dieselben beiden Wagen am Ende sehr unterschiedlich bewegen.
Harmonische SchwingungenFedern und Pendel
Eine Feder zieht proportional dazu zurück, wie weit sie gedehnt wird – das ist das Hooke'sche Gesetz. Eine daran befestigte Masse schwingt mit einer Periodendauer, die durch die Masse und die Federsteifigkeit bestimmt wird. Die Periodendauer eines Pendels hängt von seiner Länge und nicht von seiner Masse ab – genau das legt die Alltagserfahrung nicht nahe.
So funktioniert es
Der Ablauf Vorhersagen, Ausführen, Überprüfen
Jede Lektion und jede tägliche Herausforderung folgt demselben Ablauf in drei Schritten.
Vorhersagen
Lies eine kurze Erklärung und lege dich dann auf eine Antwort fest: Wähle einen Wert, einen Abschusswinkel oder schätze eine Periodendauer. Die Antwort wird festgelegt, bevor sich irgendetwas bewegt.
Ausführen
Drücke auf Run und beobachte, wie sich Gravitation, Reibung und Stöße Bild für Bild in einer 3D-Szene abspielen, die von einer Starrkörper-Engine gesteuert wird – nicht von einer vorgefertigten Animation. Während der Simulation kannst du die Kamera um das Geschehen drehen.
Überprüfen
Der Ergebnisbildschirm stellt deine Vorhersage dem Messwert gegenüber und zeigt, wie weit du danebenlagst. Tippe auf Why, um eine kurze AI-Erklärung der Physik hinter dem gerade beobachteten Ergebnis zu erhalten.
Was steckt drin
Das steckt im Labor
33
Lektionen in vier Einheiten
Kinematik umfasst 8 Lektionen, Newtons Gesetze und Reibung 9, Energie und Impuls 9 sowie harmonische Schwingungen und Federn 7.
5
Verstellbare Aufbauten
Eine Rampe, Wurfbewegung, Federn, Pendel und Stöße – jeweils mit Schiebereglern für Dinge wie Winkel, Masse und Reibungskoeffizient – laufen mit derselben Engine wie die Lektionen.
Täglich
Tägliche Vorhersage
Jeden Tag eine bewertete Vorhersage aus den Aufbauten, mit einer nach Einheiten aufgeschlüsselten Genauigkeitsstatistik und einer Serie für richtige Einschätzungen. Die Funktion arbeitet offline und verfügt über eine optionale Erinnerung, die standardmäßig deaktiviert ist.
Um % daneben
Ehrliches Feedback
Verify vergleicht deine Schätzung mit dem Messwert und zeigt, wie weit du danebenlagst – so lernst du auch aus falschen Antworten.
Warum?
AI-Erklärungen
Tippe nach einem Durchlauf auf Why, um eine kurze Erklärung der Physik hinter dem Ergebnis zu erhalten.
10
Sprachen und Designs
Die App ist in 10 Sprachen verfügbar, bietet helle und dunkle Designs und erfasst abgeschlossene Lektionen, Vorhersagegenauigkeit und Serien – Einheit für Einheit.
Passend
Für wen es geeignet ist – und für wen nicht
Es passt zu dir, wenn du
- Du lernst AP Physics 1 oder belegst deinen ersten Physikkurs an der Highschool
- Du kannst die Algebra lösen, bist dir aber unsicher, wie das Ergebnis aussehen sollte
- Du möchtest sehen, was passiert, wenn sich der Rampenwinkel oder die Federsteifigkeit verändert
- Du magst eine kurze tägliche Herausforderung mit einer fortlaufenden Trefferquote
- Du lernst als Erwachsene:r Mechanik noch einmal neu
Du bist hier nicht richtig, wenn du
- Du brauchst ein vollständiges Lehrbuch oder den Lehrplan einer Prüfungsbehörde; die App deckt vier Einheiten zur Mechanik ab
- Du möchtest heute eine iPhone-Version; sie wurde noch nicht veröffentlicht
- Du erwartest, dass alle 33 Lektionen kostenlos sind; 12 sind kostenlos, und Pro fügt die anderen 21 hinzu
- Du möchtest eine offizielle AP-Übungsprüfung; dies ist ein Simulator und Übungstool
Fragen
Häufig gestellte Fragen
Was ist AP Physics Simulator: HS Lab?
AP Physics Simulator: HS Lab, in der App Physics Sandbox genannt, ist ein 3D-Physiksimulator und -labor für Highschool- und AP-Physics-Schüler:innen. Die App bietet 33 Lektionen in vier Einheiten zur Mechanik, einen Spielplatz mit fünf Aufbauten, eine tägliche Vorhersage und KI-Erklärungen. Sie ist jetzt für Android verfügbar, eine iPhone-Version folgt.
Wie unterscheidet sich die App von einem Physikvideo oder einem Arbeitsblatt?
Du stellst eine Vorhersage auf, bevor das Experiment ausgeführt wird, und anschließend simuliert eine echte Starrkörper-Engine das Ergebnis. Die App zeigt deine Vermutung neben dem gemessenen Wert an, sodass das Feedback konkret ist. Sie ist als Übungstool rund um diesen Ablauf aufgebaut – nicht als Videovorlesung oder vorgefertigte Animation.
Welche Themen deckt die App ab?
Vier Einheiten: Kinematik mit freiem Fall, Wurfbewegung, waagerechtem Wurf und Geschwindigkeits-Zeit-Diagrammen; Newtons Gesetze und Reibung; Energie und Impuls, einschließlich elastischer und unelastischer Stöße sowie Restitution; und einfache harmonische Bewegung und Federn, einschließlich des Hooke’schen Gesetzes und der Periodendauer eines Pendels.
Ist die App für AP Physics 1 nützlich?
Sie kann dich beim Lernen von Mechanik unterstützen – einem großen Teil eines ersten Physikkurses –, indem sie dir ein Gefühl dafür vermittelt, wie sich Kräfte, Energie und Schwingungen verhalten. Sie ersetzt kein Lehrbuch und keine offiziellen Übungsprüfungen und erhebt nicht den Anspruch, einem Prüfungslehrplan zu entsprechen.
Was kann ich auf dem Spielplatz tun?
Wähle einen von fünf Aufbauten – Rampe, Wurfbewegung, Federn, Pendel oder Stöße –, verschiebe die Regler und führe das Experiment aus. Da der Spielplatz dieselbe Engine wie die Lektionen verwendet, ist ein veränderter Regler ein echtes Experiment. Der gesamte Spielplatz einschließlich aller fünf Aufbauten ist kostenlos.
Was ist die tägliche Vorhersage?
Jeden Tag gibt es eine neue Herausforderung, bei der du ein Ergebnis aus einem der Aufbauten vorhersagen sollst. Die Bewertung erfolgt durch denselben Simulator. Die App führt eine nach Einheit aufgeschlüsselte Trefferquote sowie eine Serie richtiger Vorhersagen. Die Funktion ist kostenlos, funktioniert offline und bietet eine optionale Erinnerung, die du in den Einstellungen aktivieren kannst.
Was ist kostenlos und was bietet Pro zusätzlich?
Kostenlos: alle 8 Kinematik-Lektionen, die ersten beiden Lektionen zu Newton und Reibung, je eine Beispiellektion aus Energie und Impuls sowie SHM und Federn, der gesamte Spielplatz, die tägliche Vorhersage und 3 KI-Erklärungen zum „Warum“ pro Tag. Pro fügt die übrigen 21 Lektionen, unbegrenzte „Warum“-Erklärungen und Werbefreiheit hinzu.
Kann ich die App ohne Anmeldung verwenden?
Ja. Auf dem Startbildschirm steht, dass du als Gast stöberst und deine Daten auf dem Gerät gespeichert werden. Du kannst dich später anmelden, um sie zu sichern.
Wann erscheint die iPhone-Version?
Es wurde noch kein Datum angekündigt. Die Android-Version ist jetzt bei Google Play verfügbar. Auf dieser Seite wird der App Store-Link bis zur Veröffentlichung der iPhone-App als „Demnächst verfügbar“ angezeigt.
Loslegen
Stelle deine erste Vorhersage auf
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