Orbital Lab: Orbit Simulator
Orbital Lab: Orbit Simulator — Defina uma velocidade de lançamento e um Kepler solver real desenha a órbita
Orbital Lab: Orbit Simulator é um simulador de órbitas e laboratório de gravidade para iPhone e Android. Defina uma velocidade e um ângulo de lançamento, e um Kepler solver real de dois corpos desenha a órbita exata resultante, em vez de uma animação pré-programada. Trinta e uma lições terminam em uma bancada de experimentos interativa, de velocidade de escape a transferências de Hohmann e ao caos de três corpos.
- Preço
- Grátis, upgrade Pro
- Plataformas
- iOS e Android
- Lições
- 31, em quatro unidades
- Idiomas
- 10
- Classificação etária
- 4+
- Versão
- 1.0
- Requisitos
- iOS 15.1 ou posterior
Uma lição está concluída quando você faz o que foi pedido, não quando pressiona Reproduzir.
Aumente a velocidade de lançamento além do verdadeiro limite de escape e depois recupere uma órbita logo abaixo dele, ou encontre a velocidade exata que evita uma colisão. O solver recalcula a excentricidade, o periapsis, o apoapsis e o período do zero em cada quadro, então os números na tela representam a física, em vez de apenas ilustrá-la.
O que é
Orbital Lab: Orbit Simulator é um simulador de órbitas gratuito para começar e um curso de mecânica orbital para iOS e Android, com 31 lições em quatro unidades. Cada lição termina em uma bancada de experimentos 3D interativa, executada por um Kepler solver de forma fechada para dois corpos, e a unidade Deep Space passa a usar um integrador n-body para cenas de três corpos. O app também inclui um sandbox Explore ilimitado, aborda velocidade de escape, gravidade, transferências de Hohmann e orçamentos de delta-v, e não exige conhecimentos prévios de ciências.
Dentro do app
Como ele é
Contexto
Por que as órbitas são elipses e o que a velocidade de escape realmente significa?
Uma órbita acontece quando um corpo se move de lado rápido o suficiente para que, enquanto a gravidade o puxa para baixo, o solo se curve para longe dele. Johannes Kepler mostrou que o caminho é uma elipse com o corpo central em um dos focos, e a velocidade de lançamento determina qual elipse você obtém. A velocidade de escape é a velocidade acima da qual o caminho deixa de se fechar e o corpo parte para sempre.
Excentricidadeo quanto a elipse é achatada
Um valor de 0 representa um círculo perfeito; à medida que se aproxima de 1, a elipse fica mais longa e estreita. Acima de 1, o caminho deixa de ser fechado, caracterizando o escape hiperbólico.
Periapsis e apoapsismais próximo e mais distante
Periapsis é o ponto em que o corpo em órbita está mais próximo do corpo central, e apoapsis é o ponto em que está mais distante. O corpo se move mais rápido no periapsis e mais devagar no apoapsis — a segunda lei de Kepler em ação.
Velocidade de escapeo limite entre orbitar e partir
A uma determinada distância, a velocidade de escape é cerca de 1.41 vezes a velocidade de uma órbita circular nessa distância. Logo abaixo dela, o corpo ainda retorna em uma elipse muito longa; logo acima, nunca mais retorna.
Transferência de Hohmann e delta-vcomo as espaçonaves mudam de órbita
Uma transferência de Hohmann move uma espaçonave entre duas órbitas circulares com duas queimas de motor: uma alonga a órbita e a outra a circulariza na órbita de destino. Delta-v, a mudança total de velocidade exigida por essas queimas, é a moeda com que toda missão é planejada.
Como funciona
Como funciona uma lição
Cada lição combina um pequeno trecho de leitura com uma bancada de experimentos que você pode arrastar, para que o conceito seja algo que você modifica, e não algo que apenas memoriza.
Leia uma ideia
Uma lição começa com alguns parágrafos em linguagem simples, como a Primeira Lei de Kepler e por que um círculo é apenas uma elipse sem alongamento, acompanhados de um pequeno diagrama para servir de referência.
Arraste os controles deslizantes
Mova o controle deslizante de excentricidade, velocidade de lançamento ou ângulo de lançamento e veja a órbita se transformar em tempo real. As leituras, como os custos de queima de uma transferência, são atualizadas a cada quadro.
Conclua o desafio
Uma lição só é marcada como concluída quando você faz o que foi pedido. O progresso é acompanhado por unidade, e Explore fica sempre disponível se você quiser apenas experimentar.
O que está incluído
O que vem com o app
31
Lições em quatro unidades
Fundamentos das Órbitas, Missões do Sistema Solar, Engenharia de Satélites e Foguetes e Deep Space: Multi-Body — cada lição com sua própria bancada de experimentos interativa.
Kepler
Um solver real de dois corpos
A solução analítica exata do problema de dois corpos desenha cada órbita e calcula do zero a excentricidade, o periapsis, o apoapsis e o período orbital.
n-body
Cenas de três corpos em Deep Space
Seis cenas selecionadas são executadas em um integrador de Verlet, incluindo uma coreografia em forma de oito, um ponto de Lagrange estável e uma passagem autenticamente caótica. Esta unidade faz parte do Pro.
Explore
Um sandbox ilimitado
Sem lições nem bloqueios: defina qualquer velocidade e ângulo de lançamento e veja órbitas circulares, elipses longas e escapes hiperbólicos serem resolvidos pelo mesmo solver.
Δv
Matemática real de missões
Calcule um orçamento de delta-v para uma transferência de Hohmann entre duas órbitas e aprenda por que as queimas são mais eficientes no periapsis.
IA
Tutor de IA
O Pro inclui um tutor de IA que explica a órbita exibida na tela.
Para quem é
Para quem é — e para quem não é
É uma boa opção se você
- Tem curiosidade sobre o espaço e quer que velocidade orbital signifique mais do que uma frase de livro didático
- Estuda física ou astronomia e quer ver as leis de Kepler mudarem enquanto arrasta um controle deslizante
- Já jogou um simulador espacial e quer conhecer as leis reais por trás dele
- Gosta de aprender experimentando em um sandbox sem objetivo nem cronômetro
- Quer um app de ciência que não exija conhecimento prévio de ciências para começar
Não é a ferramenta certa se você
- Quer um jogo com níveis, pontuação e foguetes para desbloquear, porque este é um curso de física
- Precisa de um livro didático completo de astrodinâmica com deduções, pois as lições são curtas e visuais
- Espera que todas as lições sejam gratuitas, já que 11 das 31 são gratuitas e o Pro libera as outras 20
- Quer um planetário ou mapa estelar para identificar o que está no céu noturno
Privacidade
Convidado por padrão
Orbital Lab: Orbit Simulator começa como convidado, sem necessidade de criar uma conta e sem bloqueio de login. A exploração, as onze primeiras lições e seu progresso ficam disponíveis assim que você abre o app, e você pode fazer login depois, se quiser.
Todos os detalhes estão na política de privacidade da CoddyKit.
Dúvidas
Perguntas frequentes
Qual é o melhor simulador de órbitas para aprender mecânica orbital?
Um bom simulador deve calcular a física, não apenas reproduzir uma animação. Orbital Lab: Orbit Simulator usa um solucionador Kepleriano real de dois corpos e um integrador de Verlet n-corpos, e cada uma das 31 lições termina em uma bancada de trabalho interativa. É gratuito para começar no iOS e no Android.
O que é velocidade de escape e como o app a demonstra?
Velocidade de escape é a velocidade acima da qual um corpo nunca retorna ao corpo de onde partiu. No Orbital Lab: Orbit Simulator, você aumenta a velocidade de lançamento além do limite de escape e observa a elipse fechada se abrir em uma trajetória de escape; depois, recupera uma órbita reduzindo-a para pouco abaixo desse limite.
Qual é a diferença entre Orbital Lab e um jogo espacial?
Um jogo pontua você por alcançar um objetivo, enquanto Orbital Lab: Orbit Simulator foi desenvolvido para ensinar a mecânica subjacente. Toda lição termina em uma bancada de trabalho alimentada pelo mesmo solucionador, e uma lição só é concluída quando você faz o que ela pediu. O sandbox Explore não tem objetivo algum.
É um simulador de gravidade que lida com mais de dois corpos?
Sim, na unidade Espaço Profundo. Ele usa um integrador simplético de Verlet para casos de n corpos, nos quais a matemática de dois corpos de Kepler deixa de se aplicar, e executa seis cenários selecionados de três corpos. Cada cenário é verificado para manter sua energia total ao longo da execução.
Preciso ter conhecimentos de física ou matemática?
Não. Orbital Lab: Orbit Simulator constrói o vocabulário ao longo do caminho, começando pelo significado de elipse, periápside e velocidade de escape. Ele é adequado tanto para adultos curiosos sobre o espaço quanto para estudantes de física ou astronomia.
O que é uma transferência de Hohmann?
Uma transferência de Hohmann é a maneira de menor energia para se deslocar entre duas órbitas circulares, usando duas queimas: uma que alonga a órbita até formar uma elipse e outra que a circulariza na órbita-alvo. A lição Transferências de Hohmann permite definir as órbitas inicial e-alvo e consultar o delta-v de cada queima.
O que é gratuito e o que faz parte do Pro?
A Unidade 1 completa e as lições de Mercúrio a Marte da Unidade 2 são gratuitas — 11 das 31 lições —, assim como o Explore ilimitado e o acompanhamento do progresso. O Pro adiciona as outras 20 lições, as simulações de três corpos de Espaço Profundo, um tutor de IA e a remoção dos anúncios.
Orbital Lab é o mesmo app que Orbit Lab: Kepler Physics?
Sim. Orbital Lab: Orbit Simulator é o título no Google Play, e o app listado na App Store para iPhone se chama Orbit Lab: Kepler Physics. Ambos são o mesmo app da CoddyKit, com as mesmas 31 lições, o sandbox Explore e a unidade Espaço Profundo.
Quando uma lição é considerada concluída?
Uma lição no Orbital Lab: Orbit Simulator só é marcada como concluída quando você faz o que ela pediu, não quando pressiona Play. Isso pode significar aumentar a velocidade de lançamento além do limite de escape e depois recuperar uma órbita pouco abaixo dele, ou encontrar a velocidade exata que evita uma colisão.
Quais idiomas e plataformas são compatíveis com Orbital Lab?
Orbital Lab: Orbit Simulator funciona no iOS e no Android e está disponível em 10 idiomas, com temas claro e escuro. A classificação é 4+ e ele requer iOS 15.1 ou posterior no iPhone.
Comece agora
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Gratuito para começar no iOS e no Android, em 10 idiomas.
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Disponível em iOS e Android.