Are you having phun Yet?

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Binary Computer

Binary Computer with decimal conversion

Pascal's Triangle

Fibonacci Sequence

Triangular Numbers Sequence

Sieve of Eratosthenes

Livio's Multiplication Machine

If you like to play or modify the Scene above in the Phun simulator you can download the Phun program from

Phun download

Posting from
www.isallaboutmath.com

Have Phun!

FANTASTICO!!!

Quando lo vidi per la prima volta rimasi senza parole... l'unica cosa che riuscivo a pensare era: LO VOGLIO! Potrete fare davvero di tutto con questo gioco-lezionedifisica! Vi basterà scaricare l'archivio 32-bit o 64-bit, a seconda della vostra architettura, e decomprimerlo dove vi pare. Non c'è bisogno di alcuna installazione, basta cliccare due volte sullo script di avvio "phun" e dare sfogo alla vostra fantasia... buon divertiamento!

Hier ein Video:

Hier ein Video:

Hier download

In my last Post I mentioned the incredible physics sand box or physics reality simulator Phun . Here I will explain in some detail one scene created with Phun.
When you build physical simulations in Phun you are creating a visual representation that is attached virtually near physical behavior. In a way you are actually building graphically a very sophisticated computer program where each element have physical properties. Like being able to move, collide, bounce, gravity, velocity, acceleration etc. Naturally the simulation is no perfect but is very close to reality and that is what makes it very surprising and I believe useful. It's almost like using Lego blocks but this time you can build the building blocks by yourself!

I will name the process of building scenes "Phun programming" for the above reason and by extension a Phun programmer is he who creates a scene.

While many of the Phun programmers restrict them self to creating rockets and tanks some others have dedicated their time to create ingeniously intricate mechanism. I am still in complete awe by some of the mechanical things that people have created with Phun. Between those prolific creators I have found Livio Zucca from Turin Italy the home of world fame mathematician Giuseppe Peano. I believe Livio's creations deserve more attention for his ingenuity.

In my prior post about the Pascal triangle with Phun I extended a prior idea from Livio. The machine in question is a binary mechanical counter.

The main component to perform computations in this particular device is what is know as a latch and it should not be confused with a flip-flop. The main difference between latch and flip-flop is that latches are transparent storage elements while flip-flops are not. Wikipedia point out this new distinction.

In the above picture you can see a magnified section of the machine. This we called the ball feeding mechanism and it's function is to collect balls and feed them up the two dimensional vertical tube on the left.

Let us explained in a bit of detail how this is achieve with Phun.

In Phun you can simulate gravity and can also simulate movement. You can define two types of hinges. The normal kind that is just a hinge that hinges and there is the one that can act as an engine or motor. This is just a programmatic simplification on Phun's designer part. It will be nice if there was some visual differentiation between them but at the moment there is none.

The crosses are used to attached things so they will not fall off the scene when gravity acts upon them.
Notice the green bar at the bottom of the picture. That bar acts as the collector of balls and it does have a very slight inclination this is useful in this design as it makes the balls roll slowly towards the left where the feeding mechanism is located.

You can also see a spring and I guess you must probably already know what a spring does!

and at last the actual latch

The latch acts like a balance and there is a hinge that can be visible if you magnify the picture a little bit more. The numbers have a double function in this particular case. They act as stoppers for the balancer and also as indicators of the state of the latch. As portrait above this latch is in 0 state.

As you probably know latches have two states. One can be use to represent 0 state as in this case and the other can be use to represent 1.

The latch alternates between this two states as you can see in the animation below.
You may also appreciate the mechanism for translating circular motion into linear upward motion on the left side. This mechanism brings back memories of the mechanism that provided steam locomotive with motive power in time past.

As you may have already guess by the picture of the machine and the name the function of this particular mechanism is to count balls dropping down from the device and this is done using the binary numerical system. The binary system is a numerical positional system that uses only two digits instead of the 10 digits we use in our decimal numerical system.

For educators Phun will be a source of inspiration. I believe it is very useful for the instruction and motivation of Mathematics,Physics, Computer Science, Mechanical Engineering,Electronics. Phun is opening a new universe of interactive learning and should I dare also say FUN!

If you like to play,run or modify the Scene above in the Phun simulator you can download the Phun program and the scene from

Phun download

Livio's binary counter

If you like to see a short video of my modification then go

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I am planning to make more Posts with the Best of Livio's Phun Machines.

We will also post a video lecture about Phun at www.isallaboutmath.com

De video ziet er zeer interessant uit. Ik heb helaas nog niet de tijd gevonden om het programma uit te proberen. Wie hier wel ervaringen mee heeft, laat maar weten.

Het programma is via deze link te downloaden

Allgemeine Angaben:

Name: Phun - the 2D physics sandbox
Hersteller / Vertrieb: Emil Ernerfeldt / VRLab, Umeå University, Sweden
Website: http://www.phun.at/
Getestete Version: 3.5 beta
Typ: Simulation
Fach / Zielgruppe: Die Software eignet sich hauptsächlich für Physik, speziell im Bereich Mechanik, und technische Fächer, eventuell können durch die freien Gestaltungsmöglichkeiten noch andere Fachrichtungen einbezogen werden.
Einsatzort: In der Schule zu Demonstrations- und Versuchszwecken, aber auch als "Spielzeug" zuhause.
Preis / Lizenz: Freeware für nicht-kommerzielle Zwecke, näheres hier.

Technische Angaben:

Betriebssystem: Windows XP und früher, Windows Vista, Linux, MacOS ab Version 10.4, läuft auf x86 und PowerPC
Minimale Hardwareanforderungen: "bescheidene" Rechner, Grafikkarte mit 3D-Unterstützung
Zusätzlich benötigte Software: keine Angaben

Inhalt und Ziel:

Phun lässt sich zurecht als virtueller Sandkasten bezeichnen, der ein neues Projekt lediglich mit einem blauen Himmel präsentiert, durch den träge kleine Wölkchen treiben. Nur mit einem Zeichenstift und einer Werkzeugleiste ausgerüstet kann der Anwender hier seiner Kreativität freien Lauf lassen. Welche Möglichkeiten sich hierdurch ergeben zeigt eindrucksvoll ein Beispielvideo des Herstellers:

(Verwendung mit freundlicher Genehmigung von Emil Ernerfeldt)

Phun eignet sich zum kreativen Experimentieren mit mechanischen Eigenschaften. Hierzu erschafft sich der User seine Experimentiergegenstände und -umgebung komplett selbst. Dies können einfache Klötze bis hin zu komplexen Maschinen sein. Dabei werden die Grenzen (fast) nur von der eigenen Phantasie gesteckt. Youtube-Videos von Usern zeigen, was sich mit Phun etwa realisieren lässt.
Die Einschränkungen liegen in den zur Verfügung stehenden Materialien begründet. Körper lassen sich frei mit dem Pinsel zeichnen, daneben gibt es von Zeichenprogrammen her bekannte Werkzeuge zum Erstellen von Rechtecken und Kreisen, auch Federn, Ketten und Gelenke sind möglich. Leider fehlen zum Beispiel Seile im Repertoire. An manchen Stellen lassen sich diese eventuell durch Ketten ersetzen, aber im Test waren sie beispielsweise für einen Flaschenzug mit zwei Rollen ungeeignet.
Daneben lässt sich mit Phun nur qualitativ aus Beobachtungen heraus arbeiten. Messgeräte, etwa einen Kraftmesser, gibt es nicht.

Lernmotivation / Interessenförderung:

Der große motivierende Aspekt des Programmes ist die völlige Freiheit. Das Programm gibt mit Ausnahme seiner Funktionen im Grunde nichts vor. Der Kreativität sind somit nahezu keine Grenzen gesetzt. Setzt man die Software als Experimentierumgebung im Unterricht sein, so sollte man diesen Aspekt nicht außer Acht lassen. Der Lehrer kann natürlich das Experiment bereits vorbereiten, was Zeit spart und die Schüler ein wenig an die Hand nimmt. Phun aber bietet da Möglichkeiten, die ein einfaches Experiment erweitern können. Etwa kann eine zusätzliche Aufgabe sein, den Versuchsaufbau zu optimieren oder mit selbst kreierten Versuchsmaterialien zu wiederholen. Wurde nichts vorgegeben, können Wettbewerbe veranstaltet werden. Die schönste oder zweckmäßigste Versuchsanordnung kann dann prämiert werden, was zusätzlich motivierend wirkt.

Lernunterstützung:

Durch seine Offenheit unterstützt Phun genetisches Lernen. Die Schüler können, wie schon erwähnt, selbstständig am Versuch arbeiten und diesen bei Bedarf komplett verändern. Sie können zusätzliche, ihnen geeignet erscheinende Materialien einbauen oder entfernen, können Reibungswerte verändern und noch vieles mehr. Der große Vorteil ist dabei die direkte Visualisierung der Ergebnisse. Die Software beschränkt sich dabei auf deine zwei-dimensionale Darstellung. Sie kann sowohl zur einfachen Veranschaulichung, etwa als Simulation oder "Lehrerexperiment" dienen, als auch als Experimentierumgebung für die Schüler. Dabei muss der Lehrer stets abwägen, in welchem Maß die Software zur Verdeutlichung eines Inhaltes auch einsetzbar ist. Mit Phun kann etwa ein Ottomotor schematisch gebaut und die einzelnen Phasen darsgetellt werden. Wäre es nicht besser, hierfür eine bereits existierende Animation zu nehmen, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurde (wie etwa bei Wikipedia)? Einfache Reibungsexperimente lassen sich auch mit kostengünstigen Materialien druchführen. Welche Vorteile bietet dabei die Software? Ein Einsatz des Programms ist daher stets abzuwägen, was aber prinzipiell für jeglichen Softwareeinsatz gilt.

(Zusammen-)Arbeiten mit der Software:

Beim Start präsentiert sich die Software in englischer Sprache, welche sich aber leicht auf Deutsch umstellen lässt. Der User hat die Möglichkeit, die Auswirkungen seiner Arbeit in Echtzeit zu verfolgen oder aber er baut und platziert seine Konstruktion erst in völliger Ruhe zusammen und startet abschließend die "physikalischen Gesetmäßigkeiten" durch einen Klick auf den grünen Start-Button.
Die Bedienung ist intuitiv und durchdacht. Die Icons sind nahezu selbsterklärend und auf ein überschaubares Maß reduziert. Neben dem üblichen Laden und Speichern, den Optionen, um Feinheiten am Programm vorzunehmen bildet die Werkzeugleiste ein zentrales Element. Für gezeichnetete Objekte können mit einem Rechtsklick noch weitere Optionen individuell eingestellt werden, etwa ob ein Gelenk automatisch rotieren soll, welche Reibung der Körper besitzt und dass sich das eben gezeichnete Objekt in Wasser verwandeln soll. Hinzu kommt noch die Möglichkeit, mittels "Durchstreichen" einen Gegenstand zu löschen oder Kettenglieder zu zerteilen. Das Video oben zeigt schon sehr viele der Bedienmöglichkeiten, so dass eine aufwändige Einarbeitung entfällt.
Weitere Unterstützung liefert die Website, wo es neben einem FAQ und einem Tutorial auch ein gut besuchtes Forum gibt, wo sich auch über den Einsatz von Phun zu Bildungszwecken unterhalten kann. Ebenso stellen dort User ihre selbst erstellten Szenarien ein und diskutieren über diese. Ein Ausbau dieses Angebot mit Hinwendung zum schulischen Bereich wäre denkbar. Vielleicht kann man sich irgendwann einmal bei von Plattformen wie 4teachers.de nicht mehr nur Arbeitsblätter und Unterrichtsentwürfe herunterladen, sondern auch Phun-Anleitungen und -Szenarien.

Wie gezeigt bietet die Software eine Menge Möglichkeiten. Was haltet ihr davon? Welche Vorteile bietet Phun, wo sind Schwierigkeiten beim Einsatz im Unterricht zu sehen? Welche Unterrichtsszenarien mit Phun sind neben den oben genannten noch denkbar? Ich freue mich schon sehr auf Ideen und Diskussionen!

Phun is a Master of Science Thesis by Computing Science student Emil Ernerfeldt for supervisor Kenneth Bodin at VRLab, Umeå University, Sweden. The solver is based on work by Claude Lacoursière

Phun is meant to be a playground where people can be creative. It can also be used as aneducational tool to learn about physics concepts such as restitution and friction.

Zur Homepage von Phun

Phun is out for OSX! Okay, it came out a few weeks ago, but I just got around to downloading it. Phun is a 2-D Physics sandbox.

At this time, I have no idea how I'll use this in class, but I have a new prep to plan for next year and a summer that is mostly unplanned.

3D

Via information aesthetics I ran across Tag Galaxy, a 3-D¹ representation of photos on flickr by tag. Each planet represents photos of related tags. Of course I had to see what the math tag looked like:

I had planned to post the screen shot of the "planet" of photos. However, the first photo I checked was not licensed under a Creative Commons License. So, be careful.²

4D

I've got nothing, sorry. Although I do keep bugging a friend to work on a time machine. Alas, he hasn't come through yet.³

¹Obviously it is really two dimensional. Also, I think it is more of a planetary system than a galaxy.
²In a strange coincidence, the first photo I checked for CC belonged to Courtney.
³I know, I know. He hasn't built a tesseract either.