VPYTHON: Aplicaciones a la fisica educativa

Geoscience: Applied Geophysics., Edu(1):1

VPYTHON
Aplicaciones a la Física Educativa

M.C. Omar Mireles
August,2012

Abstract
Se presenta en forma breve una descripción generalizada de las aplicaciones
de la paqueteria visual python en la física computacional básica. Este trabajo se
crea con la intención de que sea un manual de estudio. Los ejercicios comienzan
a subir el nivel dedificultad para el usuario, sin embargo al final del manual
se anexan los códigos completos, así como también se encuentran en la pagina
www.geoscience.com.mx, en la sección de servicios/software/python. Muchos
de los ejemplos aquí explicados tienen su origen en la red o en proyectos especializados en el tema y propiedad de otros autores (la mayoria señalados en la
bibliografía).

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InstalaciónUna reseña completa acerca de la instalación de visual python se puede encontrar
en García (2008), así como algunos ejemplos de su uso en García (2008), Sanders
(2010) y Marzal & Gracia (2003).
En lo personal me funciono escribir en la terminal los siguientes códigos
• sudo apt-get install python-visual
• sudo apt-get install libgtkglextmm-x11-1.2-dev
• sudo apt-get installpython-cairo-dev
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• sudo apt-get install python-gobject-dev
• sudo apt-get install python-gtk2-dev
• sudo apt-get install glade
Para saber si esta bien instalado visual python (de ahora en adelante vpython), abre una terminal, escribe en ella python. Al hacer esto te mandara al
ambiente python. Ahora escribe
>‌>‌> from visual import sphere
>‌>‌> s = sphere()
Si al hacer esto se genera una esferatridimensional, todo esta bien instalado
(figura 1). En caso contrario vuelve a intentarlo.

Figura 1. Vista de los comandos desde el shell de python y la esfera que se genera al
comprobar que visual pyhton este funcionando correctamente.

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El primer ejemplo: Gráficador

Para romper el hielo y demostrar que en general vpython es un lenguaje muy
amigable construiremos un script que nosgenere dos gráficas en el mismo plano
cartesiano y donde cada una de las líneas que grafiquemos este de diferente
color.
Como se menciono anteriormente, la primera línea que debemos de escribir
(solo en ambiente Linux) es:
#! /usr/bin/env python

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Esta primera línea se escribe para poder redireccionar nuestro programa
desde la Terminal hacia el interprete de Python.
from visual import *from visual.graph import *
En estas líneas estamos importando las paqueterias generales de vpython y
una especializada en gráficos.
ecu1 = raw_input(’Escribir su ecuación usando lenguaje python: ’)
ecu2 = raw_input(’Escriba segunda ecuación: ’)
El comando raw− input lo utilizamos para que aparesca en pantalla el texto
escrito entre comillas, y despues de que el usuario introduzca lapeticion, esta se
guarde en una variable asignada (en nuestro caso ecu1 y ecu2). Para saber más
a fondo como escribir ecuaciones en python recomiendo el tutorial “Introducción
a la Programación con Python” de Marzal.

f1 = gcurve(color=color.cyan)
f2 = gcurve(color=color.yellow)
El comando gcurve tiene 4 elementos (x,y,radio,color). En este caso solo le
estamos asignando un color a cada curva, losotros valores los designaremos con
la siguiente orden:

for x in range(0,20,0.1):
f1.plot(pos=(x,eval(ecu1)))
f2.plot(pos=(x,eval(ecu2)))
Aquí, en el ciclo f or se definen (x, y, radio). f 1.plot genera la gráfica de la
curva f 1 y f 2.plot la de f 2.
La salida del programa (./graf ica.py) es un entorno gráfico (figura 2) que
nos permite dos gráficas conjuntas.

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Figura 2. Salida delscript anterior con la función sin(x) y cos(x).

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Átomo

Siguiendo la línea de aprendizaje, ahora crearemos una pequeña animación con
más fines didácticos que físico-computacionales.
La intención de este script es ilustrar la lógica de vpython para crear objetos
y dotarlos de movimiento. Vamos a crear un átomo con un núcleo y un par de
electrones girando alrededor de esté. Como...