ニュートンの林檎 "Newton's Apple" (NoA) ver.1.00

NoAとは?

NoAは科学技術館で行われている 科学ライブショーUNIVERSE で惑星の運動を説明するために作ったものです。 UNVERSE関係者にいろいろ助言をもらって改良を進めるうちに、 公開して欲しいという声も出始めたので、ここでNoAを公開することにしました。


スクリーンショット

特徴

  • 太陽系惑星の動きをニュートン方程式に従いシミュレートしている。
  • 惑星の位置を自由に移動できる。
  • 惑星の速度を変化させることが出来る。
  • 速度と力を矢印で表示できる。
  • 惑星の軌跡を表示できる。
  • 太陽と各惑星の質量を変化させることが出来る。

操作方法

基本のマウス操作

左ドラッグ上下方向の回転
右ドラッグ前後の移動
左+右ドラッグ上下左右の移動

惑星の選択

スペースキーで時間を止めているとき、マウスで惑星を選択することが出来ます。 選択されている惑星はパネルに表示されます。表示内容は 「惑星情報」に表示されます。

惑星の移動

スペースキーで時間を止めている間はSHIFT+左ドラッグで惑星を移動させる ことが出来ます。

SHIFT+左ドラッグで惑星を移動

惑星の速度の変更

スペースキーで時間を止めている間、'f'キーで表示されている速度の矢印を SHIFT+左ドラッグすることで惑星の速度の向きを変更することが出来ます。

SHIFT+左ドラッグで惑星の速度の向きを移動

パネルに表示されている速度の矢印の下の左右ボタンで速度の大きさを変更することも出来ます。

パネル内の←で速度の大きさを変更

パネルでの操作

アイコンショートカット機能
SPACE 時間の停止・再開、停止中はマウス操作で惑星の位置を動かすことが出来る
f 選択している惑星の力の表示
g 選択している惑星の速度の表示
b
k,l
速度を変化させ円軌道になるようにする
矢印:速度の増減
y
u,i
軌跡の表示切り替え
矢印:軌跡の長さの増減
q 終了
UPDATE STEP コンマ,ピリオド 計算と表示の比、値が大きいと動きが早くなる
day/s 1秒間にシミュレーションで進む日数(惑星モード)

惑星情報

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パネルには選択されている惑星の情報が表示されます。 惑星の右側にはその惑星の質量、半径、密度が地球のそれぞれ値の比で表示されます。

質量、半径、密度は変更をすることが出来ます。 始めは密度が変化しないようになっているので、 質量を変化させると密度が一定となるように半径も自動で変化します。 密度を変化させたい場合は"mass"もしくは"radius"の文字をクリックします。 クリックをするとその値が一定となり、密度も変化させることが出来ます。

"look at"をクリックすると、 選択されている惑星が画面の中央に表示されるようになります。

"angle"をクリックすると、選択されている惑星の公転が固定されます。 それ以外の惑星の運動は選択されている惑星の相対的な動きになります。

表示されている惑星をダブルクリックすると、 惑星の見た目(テクスチャ画像)を変更するためのウィンドが表示されて、 見た目を変更することができます。

キーボードショートカット

key機能
SP 時間の停止/再開
1 初期化
Q プログラムの終了
, シミュレーション速度増加
. シミュレーション速度現象
a 火星と木星の間に小惑星を100個追加
A 木星軌道に小惑星を100個追加
b 選択中の惑星の軌道を円軌道にするように速度を調整
c 惑星の名前の表示
C 惑星の名前の表示OFF
f 力の矢印の表示 ON/OFF
g 速度の矢印の表示 ON/OFF
h 照光処理 ON/OFF
y 選択惑星の軌道線の描画 ON/OFF
i 軌道線の長さの増加
u 軌道線の長さの現象
J 選択惑星の質量増加
H 選択惑星の質量減少
l 選択惑星の速度増加
k 選択惑星の速度減少
L 言語の変更
n 赤りんごの作成
p 白りんごの作成
o 軌道線表示 ON/OFF
O 選択惑星の軌道線を色を変えて表示 ON/OFF
S 影の描画 ON/OFF
s 惑星の大きさのスケールの変更
t 視点を重心に固定 ON/OFF
v コンソール表示 ON/OFF
DEL 選択惑星の消去

状態の保存

alt+'2'-'9'でシミュレーションの状態を保存できます。保存したシーンは '2'-'9'で呼び出すことが出来ます。

スペースキーで時間を再開したときはその状態が自動で保存されています。 自動保存された状態の呼び出しはF12キーです。

各状態はファイルに保存されています。 ファイル名はnoa_condition?.dmp(?は2から9)です。 自動保存されたファイルはnoa_condition_default.dmpです。

ダウンロードとインストール

ダウンロード

noa100.zip

インストール

適当な場所にnoa100.zipを解凍してください。実行ファイルはnoa.exeです。 このプログラムはOpenGLとglutを使用しているので、 実行にはglut32.dllが必要です。 Windows用のglutは http://www.xmission.com/~nate/glut.html にあります。 入手したglut32.dllはnoa.exeと同じフォルダに入れるか、 パスの通った場所に入れてください。

詳しくはglut32.dllのダウンロード を参照して下さい。