Blick ins Buch

Physik mit Python

Simulationen, Visualisierungen und Animationen von Anfang an

Lehrbuch Studium

Oliver Natt (Autor)

Buch | Softcover

XI, 423 Seiten

2022 | 2. Auflage
Springer Spektrum (Verlag)
978-3-662-66453-7 (ISBN)

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Ermöglicht einen Einstieg ins wissenschaftliche Rechnen mit Python schon ab der ersten Physikvorlesung
Alle Animationen und Programmcodes online
Enthält zahlreiche praktische Beispiele und Aufgaben

Dieses Lehrbuch führt Sie anhand von physikalischen Fragestellungen aus der Mechanik in die Programmiersprache Python ein. Neben der reinen Simulation von physikalischen Systemen wird besonderes Augenmerk auf die Visualisierung von Ergebnissen und das Erstellen von Animationen gelegt. Mit zahlreichen Beispielen und Übungsaufgaben ermöglicht dieses Buch so den praktischen Einstieg in das wissenschaftliche Rechnen.

Sie lernen Kurvenanpassungen durchzuführen sowie lineare und nicht-lineare Gleichungssysteme zu lösen, die bei der Behandlung von statischen Problemen auftreten. Auch die Lösung von Differentialgleichungen, die dynamische Systeme beschreiben, sowie Themen wie Fourier-Transformationen und Eigenwertprobleme kommen nicht zu kurz.

Mithilfe der in diesem Buch vorgestellten Simulationsbeispiele vertiefen Sie darüber hinaus Ihr Verständnis der zugrundeliegenden Physik, indem Sie die physikalischen Gesetze algorithmisch umsetzen und physikalische Aufgaben simulieren, die weitaus komplexer sind als die üblichen mit Papier und Bleistift lösbaren Aufgaben.

Alle im Buch vorgestellten Programme, die fertigen Animationen sowie die Lösungen zu den Übungsaufgaben werden online bereitgestellt.

Die vorliegende zweite Auflage enthält zahlreiche Ergänzungen, Korrekturen und Anpassungen an die aktuellen Versionen von Python, NumPy, SciPy und Matplotlib. Darüber hinaus erwartet Sie ein zusätzliches Kapitel über objektorientierte Programmiermethoden.

Ob Sie also Physik oder eine Ingenieurwissenschaft mit hohem physikalischem Anteil studieren, oder ob Sie unterrichten und Ihre Lehre durch Simulationen und Animationen anreichern möchten – dieses Buch ist dabei Ihr optimaler Begleiter!

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Oliver Natt ist seit 2012 als Professor für Physik an der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm tätig. Unter anderem vertritt er im dortigen Studiengang Angewandte Mathematik und Physik neben der theoretischen Physik auch das Lehrgebiet Modellierung und Simulation mit einem Seminar, aus dem die Idee für dieses Buch hervorgegangen ist.

Einleitung
Einführung in Python
NumPy und Matplotlib
Physikalische Größen und Messungen
Kinematik des Massenpunkts
Statik von Massenpunkten
Dynamik des Massenpunkts
Mehrteilchensysteme und Erhaltungssätze
Zwangsbedingungen
Schwingungen
Wellen
Grafische Benutzeroberflächen
Objektorientierte Simulationen
Ausblick.

Erscheinungsdatum	30.11.2022
Zusatzinfo	XI, 423 S. 226 Abb., 224 Abb. in Farbe.
Verlagsort	Berlin
Sprache	deutsch
Maße	155 x 235 mm
Gewicht	656 g
Einbandart	kartoniert
Themenwelt	Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Allgemeines / Lexika
	Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Mechanik
	Naturwissenschaften ► Physik / Astronomie ► Theoretische Physik
Schlagworte	Mechanik • Physikalische Animationen • Physik mit Python • Programmieren Physik • Python Grundlagen • Schwingungen • Visualisierung Physik • wissenschaftliches Rechnen
ISBN-10	3-662-66453-4 / 3662664534
ISBN-13	978-3-662-66453-7 / 9783662664537
Zustand	Neuware