Aktivity modelovania ponúkajú prostredie na vytváranie modelov dynamických systémov a vykonávajú výpočty modelov.
Pod dynamickým modelovaním sa rozumie numerické riešenie diferenciálnych
rovníc (metódou konečných diferencií (prírastkov) (Euler)).
Aj na úrovni strednej školy s nedostatočným matematickým aparátom môžete
získať riešenie diferenciálnych rovníc a to tak, že niektoré premenné sa budú meniť po veľmi malých
krokoch, nie však nekonečne malých. Jedna z nich je nezávislá
(najčastejšie čas). Jej hodnota sa pravidelne v každom cykle mení o konštantný
prírastok, ktorý sa definuje v počiatočných hodnotách, t.j. základný
krok cyklu. Výpočtom (zadaním matematického vzťahu) sa získavajú hodnoty
ostatných prírastkových veličín. Hodnoty samotných veličín sa získavajú
súčtom hodnoty získanej v predošlom cykle (v prípade 1. cyklu sa počíta
so zadanou počiatočnou hodnotou) a prírastkovej veličiny. Manuálny výpočet
by bol pravdepodobne veľmi zdĺhavý. Výhodou tohto prostredia je, že takýto
výpočet vykoná za pomerne krátky čas a výsledky výpočtu dokážeme
jednoducho graficky zobraziť. Ak sa rozhodnete zmeniť vstupné parametre
(napr. tuhosť pružiny alebo hmotnosť závažia zaveseného na pružine v prípade
modelu harmonického oscilátora - kmitania pružiny), model rýchlo prepočíta
hodnoty. Tak sa dosiahne rýchla spätná väzba a dá sa analyzovať, aký
vplyv na vývoj určitej veličiny (napr. zrýchlenia, rýchlosti, či výchylky)
má obmena parametrov systému (napr. spomínanej tuhosti, či hmotnosti).
Okrem výpočtu modelov dynamických systémov samozrejme toto prostredie umožňuje výpočet a vykresľovanie sústavy rovníc, pričom výhodou zostáva flexibilita zadávania takmer ľubovoľných počiatočných hodnôt.
Aktivita modelovania sa ľahko rozpozná pomocou modrého tlačidla M na lište nástrojov.
V Coach 5 sa dajú vytvárať dva druhy modelov: grafické a textové modely.
V grafickom režime sa štruktúra modelu postupne tvorí pomocou grafických symbolov a všetky premenné sú zobrazované symbolmi a interakcie medzi nimi sú reprezentované šípkami.
V grafickom režime je celé okno modelu použité pre grafickú štruktúru modelu.
Obr.1 Grafický model harmonického oscilátora.
k, m - konštanty, a, F - premenné,
v, x - prírastkové
premenné,
dv, dx - elementárny prírastok závislej premennej,
dt
- krok - prírastok nezávislej premennej
Výsledná grafická štruktúra sa Coach-om automatický prekladá do zodpovedajúcej sady rovníc.
V textovom režime model pozostáva zo série rovníc (diferenciálne rovnice, funkčné závislosti, vzorce) a počiatočných hodnôt. Okno modelu je rozdelené na dve časti. Ľavá strana okna modelu sa používa na zadávanie rovníc, pravá strana sa využíva na určenie počiatočných hodnôt premenných a konštánt.
Upozornenie: Prechod od grafického k textovému režimu je vždy možný, ale opačný proces sa nedá uskutočniť. Ak sa o niečo také pokúsime, Coach zobrazí varovanie, že textový model sa prispôsobí grafickému. Ak predtým grafický model nebol vytvorený, textový model sa stratí. Rovnako, ak už existuje grafický model, ale v textovom režime sa vykonajú ľubovoľné zmeny a chceme opäť prejsť do grafického módu, zmeny sa neakceptujú, resp. stratia, zobrazí sa len pôvodný grafický model. Coach opäť poskytuje varovanie a opýta sa, či chcete v tejto transformácii pokračovať.
Otvorenie okna Modelu.
Grafické symboly:
prírastková premenná, premenná,
konštanta, spojovacia čiara
Symboly pre úpravy:
vymazať, označiť/premiestniť
Prepínanie režimov:
T pre výber textového režimu, G
pre prechod do grafického režimu
Nastavenie modelu:
počet opakovaní modelu