home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Fritz: All Fritz / All Fritz.zip / All Fritz / FILES / EDUCMATH / PENDLM.LZH / MANUAL.TXT < prev    next >
Text File  |  1992-03-04  |  21KB  |  590 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.                    ***** U S E R   M A N U A L *****
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.                             P E N D U L U M
  12.                           IBM PC Version 1.0
  13.                          (a shareware program)
  14.  
  15.  
  16.                             by P.Thieberger
  17.  
  18.                             15 Seeley St.
  19.                          Brookhaven, NY 11719
  20.  
  21.  
  22.  
  23.     "Peter Thieberger a member of the Association of Shareware
  24.     Professionals (ASP).  ASP wants to make sure that the shareware
  25.     principle works for you. If you are unable to resolve a
  26.     shareware-related problem with an ASP member by contacting the member
  27.     directly, ASP may be able to help. The ASP Ombudsman can help you
  28.     resolve a dispute or problem with an ASP member, but does not provide
  29.     technical support for members' products.  Please write to the ASP
  30.     Ombudsman at 545 Grover Road, Muskegon, MI 49442 or send a CompuServe
  31.     message via CompuServe Mail to ASP Ombudsman 70007,3536."
  32.  
  33.  
  34.  
  35.  
  36.  
  37.  
  38. ************************************************************************
  39.  
  40. Note:
  41.  
  42. This is an abbreviated manual. When you order your registered copy of
  43. the program, you will receive a printed manual containing much additional
  44. information, an easy derivation of the pendulum formula, a section on 
  45. computer simulations, and an Instructor's Guide.
  46.  
  47.  
  48. The Instructor's Guide contains sections on the following subjects:
  49.  
  50.  
  51. 1) Teaching with PENDULUM.
  52.  
  53. 2) HELP SCREENS: Possible modifications or creation of new ones. 
  54.  
  55. 3) Additional problems, questions and assignments.
  56.  
  57. 4) A lesson on computer simulations.
  58.  
  59.  
  60. ************************************************************************
  61.  
  62.  
  63.  
  64.  
  65.  
  66.  
  67. INTRODUCTION
  68.  
  69. The pendulum is one of the simplest, best known, and most used
  70. mechanical devices. Understanding in detail how it works and why it
  71. behaves the way it does will be an important step in your understanding
  72. of more complicated systems. In learning about the pendulum you will
  73. also start to appreciate the need for more advanced mathematical tools
  74. to describe such systems.
  75.  
  76. With this program you will be able to create and modify computer
  77. simulated pendulums, you will move their suspension points and see how
  78. they react. You will measure the length and the oscillation periods and
  79. compare your results with calculations. You will actually perform
  80. computer "experiments" but it is very important that you also perform
  81. experiments with real pendulums to acquire a good feeling for mechanical
  82. systems and for experimental methods. Airline pilots use computer based
  83. flight simulators for part of their training but surely you wouldn't
  84. like to find out that they don't do anything else !
  85.  
  86. One thing computer simulations allow you to do is to create conditions
  87. which you couldn't easily achieve in reality. For instance, this program
  88. allows you to change the gravitational acceleration g and therefore you
  89. can see what a pendulum would do on the moon without the need for space
  90. travel. You can even find out what would happen if g could become
  91. negative! Other aspects which are not so easy to study with a real
  92. pendulum are the behavior for very large oscillation amplitudes or for
  93. cases when the friction is very large or very small etc. These "extreme"
  94. conditions are not only fun to observe, but they often give you a better
  95. understanding of what is going on under more "normal" circumstances.
  96. Other computer based simulations such as the above mentioned flight
  97. simulators are also used to create extreme conditions which one
  98. couldn't, or wouldn't want to create in reality. 
  99.  
  100. There is a section of this program showing a moving pendulum with
  101. attached force and acceleration vectors which is a big improvement over
  102. the static diagrams you find in books. You will also see a dynamic
  103. graphical representation of position, velocity and acceleration plotted
  104. as functions of time and you can stop the action at any instant and read
  105. all the values. Carefully examine these moving diagrams and graphs to
  106. gain a better understanding of how and why the pendulum moves as it
  107. does. 
  108.  
  109. Finally, the program contains problem generators and assignments in
  110. which all the numerical values are changed for each run. You will solve
  111. interesting problems requiring measurements and calculations and you
  112. will see examples of how pendulums can be put to good use. You will
  113. enter your answers and the computer will tell you whether they are right
  114. or wrong.
  115.  
  116.  
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  
  121.  
  122.  
  123.  
  124.  
  125.  
  126.                                 - 1 -
  127.  
  128.  
  129.  
  130.  
  131.  
  132.  
  133.  
  134.  
  135.  
  136.  
  137. HOW TO GET STARTED
  138.  
  139. I will first show you the easiest and fastest way to run the program
  140. directly from the floppy disk. If you also have a hard disk you may
  141. later want to use it instead. In Appendix A you can find instructions on
  142. a couple of different ways to copy the necessary files to the hard disk.
  143.  
  144. It is in general a good idea to make a back-up copy of your floppy disk
  145. especially if you plan to run the program repeatedly from that disk.
  146. Please see Appendix B for instructions on how to make copies of this
  147. program for back-up purposes of for distribution to other users. This is
  148. a shareware software product, and we rely on users to order their own,
  149. registered, copies should they find the program interesting and useful.
  150.  
  151. Now do the following:
  152.  
  153. 1)   Insert the floppy disk in the floppy disk drive which we will     
  154.      assume is drive "A" and close the door or lever. (If the floppy   
  155.      disk drive you are using is "B" instead, then change all the "A"s 
  156.      to "B"s in these instructions.)
  157.  
  158. 2)   If there is any program running on your computer, terminate it by 
  159.      using the command(s) appropriate for exiting or ending that       
  160.      program.
  161.  
  162. 3)   If the computer has more than one disk drive, type  a:  followed by 
  163.      pressing the "ENTER" key. In what follows we will symbolize the   
  164.      pressing of "ENTER" by the symbol <- ; so we will simply say: type 
  165.      a:<- . If you don't know whether there is more than one drive type 
  166.      a:<-  anyway to ensure that  A  be the active drive.
  167.  
  168. 4)   Now type  PENDULUM <- and, if you have a registered copy, the     
  169.      program will start in a few seconds with a nice display on the    
  170.      screen. This display will disappear by itself and you will see the 
  171.      main menu. If you want to reach the main menu sooner, all you have 
  172.      to do is to press any key and the menu will appear almost         
  173.      immediately. 
  174.  
  175.      If your copy of the program is not registered, you will first see 
  176.      a couple of screens telling you the number of times you have run  
  177.      the program, asking you to get your own registered copy, offering 
  178.      ordering information and encouraging you to make as many copies as 
  179.      you like for your friends.
  180.  
  181.  
  182.  
  183.  
  184.  
  185.  
  186.  
  187.  
  188.  
  189.  
  190.  
  191.  
  192.                                 - 2 -
  193.  
  194.  
  195.  
  196.  
  197.  
  198.  
  199.  
  200.  
  201. HOW TO "NAVIGATE" THROUGH THE PROGRAM
  202.  
  203. This program, like most other computer programs consists of several
  204. different sections and you will see different screen displays in
  205. accordance to which section is active at the time. The MENU is the  
  206. origin for selecting the various available sections. This is where 
  207. the program starts and you can always go back to the MENU to make another 
  208. selection. The MENU screen display looks as follows for this program:
  209.  
  210.  
  211.  
  212.  
  213. *****************************************************************      
  214.               <<<<<<  P E N D U L U M  >>>>>>
  215.                 Copy registered to John Doe
  216.                                                      
  217.          ╔═════════════════════════════════════════╗ 
  218.          ║ *        E X P E R I M E N T          * ║
  219.          ║ *          A N A L Y S I S            * ║
  220.          ║ *   P R O B L E M S   L E V E L   1   * ║
  221.          ║ *   P R O B L E M S   L E V E L   2   * ║
  222.          ║ *          P R A C T I C E            * ║
  223.          ║ *     L O S T   I N   S P A C E       * ║
  224.          ║ *      S H O R T   R U N W A Y        * ║
  225.          ║ *       M O O N   E S C A P E         * ║
  226.          ║ *              Q U I T                * ║
  227.          ╚═════════════════════════════════════════╝
  228.          
  229.          To select, use the arrow keys and then press
  230.       <ENTER> or press one of the highlighted characters  
  231.  
  232.                          Figure 2.
  233. *****************************************************************
  234.  
  235. The labels you see inside of the rectangle in Fig. 2 are the different
  236. available options. To select one of them you can use one of two methods:
  237.  
  238.  
  239. a)   Use the up or down arrow keys to position the horizontal bar      
  240.      on the item you want, and then press the <ENTER> key.
  241.  
  242.                             or
  243.  
  244. b)   Press the key indicated by the emphasized letter contained        
  245.      in each of the labels.
  246.  
  247.  
  248.  
  249. At the bottom of each of the screens selected from the main menu you
  250. will find abbreviated instructions to remind you of which keys to use.
  251. Those  abbreviated instructions which are not totally self explanatory
  252. are described below for the different sections:
  253.  
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258.  
  259.                                 - 3 -
  260.  
  261.  
  262.  
  263.  
  264.  
  265.  
  266.  
  267.  
  268. a) EXPERIMENT Section
  269.  
  270. INSTRUCTION       MEANING
  271.  
  272.  
  273. F3,4:L=0.9m       Use the function key F3 to decrement, and F4 to      
  274.                   increment the length L of the pendulum. As long as you 
  275.                   keep one of these keys depressed the value of L will 
  276.                   continue changing until a maximum or minimum value is 
  277.                   reached.The value of L is  0.9 meters  in this       
  278.                   example.
  279.  
  280. F5,6:g=9.8m/s^2   Use the function key F5 to decrement, and F6 to      
  281.                   increment the gravitational acceleration g. The value 
  282.                   of g is 9.8 meters per second squared.
  283.  
  284. F7,8:friction=10  Use the function key F7 to decrement, and F8 to      
  285.                   increment the friction at the suspension point of the 
  286.                   pendulum. The present value of the friction, in      
  287.                   arbitrary units, is 10.
  288.  
  289. F9:timer          Pressing the F9 function key will start the timer and 
  290.                   you will see the word TIMING displayed at the top    
  291.                   right corner of the screen. Pressing F9 again will   
  292.                   stop the timer and you will see the elapsed time in  
  293.                   seconds at the top right corner. Pressing F9 once more 
  294.                   will reset the timer to 0.0s.
  295.  
  296.  
  297.  
  298. b) ANALYSIS Section
  299.  
  300.  
  301. INSTRUCTION       MEANING
  302.  
  303. F2:mass      ─┐
  304.               │
  305. F3:amp.       │   These instructions mean that each of the
  306.               │   listed quantities can be switched back and           
  307. F4:length     │>  forth between two preset values by using the 
  308.               │   corresponding function key  (amp. stands for         
  309. F5:g          │   amplitude and g for gravity). The friction           
  310.               │   is turned on and off by pressing F6.
  311. F6:friction   │
  312.              ─┘
  313.  
  314. F7:stop           Pressing F7  stops the action and displays the       
  315.                   instantaneous value of several variables in the lower 
  316.                   right part of the screen.
  317.  
  318.  
  319.  
  320.  
  321.  
  322.  
  323.  
  324.  
  325.                                 - 4 -
  326.  
  327.  
  328.  
  329.  
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334. c) PROBLEMS (levels 1 and 2)
  335.  
  336.  
  337. INSTRUCTION         MEANING
  338.  
  339. F1:help             The upper right section of the screen will show a  
  340.                     list of symbols and their meanings for the variables 
  341.                     used in this problem. Pressing F1 again will restore 
  342.                     the graphic normally seen in that section of the   
  343.                     screen. 
  344.  
  345. F4:hint             The upper right section of the screen will show an 
  346.                     equation that can be used for solving the question 
  347.                     being asked. Using a hint will result in a slight  
  348.                     reduction of the final score.
  349.  
  350. F8:mode             Used to toggle between the "normal" mode where     
  351.                     questions are asked in a random order, and "easy"  
  352.                     mode where questions are sequenced so as to provide 
  353.                     the required values for each subsequent step.
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358. d) ASSIGNMENTS
  359.  
  360. These are the 5th through 8th options of the menu. They are called
  361. PRACTICE, LOST IN SPACE, SHORT RUNWAY, and MOON ESCAPE. In each case a
  362. short description of the assignment is given at the very top of the
  363. screen. The use of the function keys, mentioned at the bottom of the
  364. screens are the following: 
  365.  
  366.  
  367. INSTRUCTION         MEANING
  368.  
  369. F1:HELP             This command will lead to one or more screens      
  370.                     containing detailed descriptions of the            
  371.                     assignments as well as instructions and            
  372.                     suggestions.
  373.  
  374. F2:enter your 
  375.    answer           A screen will be shown with the questions asked by 
  376.                     this assignment. Make this selection after you have 
  377.                     worked out your answers. You can always come back to 
  378.                     the main screen and repeat the assignment, but each 
  379.                     time you do, the numeric values of the problem will 
  380.                     have changed.
  381.  
  382.  
  383.  
  384.  
  385.  
  386.  
  387.  
  388.  
  389.  
  390.  
  391.                                 - 5 -
  392.  
  393.  
  394.  
  395.  
  396.  
  397.  
  398.  
  399.  
  400. F7,8:friction=10    Use the function key F7 to decrement, and F8 to    
  401.                     increment the friction at the suspension point of  
  402.                     the pendulum. The present value of the friction in 
  403.                     arbitrary units is 10. Use this feature for stopping 
  404.                     the pendulum when you must measure its length, or to 
  405.                     reduce the amplitude before measuring the period.
  406.  
  407. F9:timer            Pressing the F9 function key will start the timer  
  408.                     and you will see the word TIMING displayed at the  
  409.                     top right corner of the screen. Pressing F9 again  
  410.                     will stop the timer and you will see the elapsed   
  411.                     time in seconds at the top right corner. Pressing F9 
  412.                     once more will reset the timer to 0.0s.
  413.  
  414.  
  415.  
  416.  
  417.  
  418. RUNNING THE PROGRAM WITH OR WITHOUT A MOUSE
  419.  
  420. You will be able to move the suspension point of the pendulum in all the
  421. sections of this program except in the "ANALYSIS" and the "PROBLEM"
  422. sections.
  423.  
  424. If your computer has a "mouse" as a pointing device the program will use
  425. it to let you move the suspension point to any position on the screen
  426. and to initiate the oscillations. It is a real advantage to have a mouse
  427. for running this program because you can actually control the pendulum
  428. with motions of your hand. This gives you a realistic sensation of how
  429. the pendulum reacts.
  430.  
  431. If your computer doesn't have a mouse the program will automatically
  432. allow you to use the arrow keys to move the pendulum suspension point.
  433. You will get an accelerating motion of the suspension as long as you
  434. press the arrow key, and a sudden stop  when you release it. This will
  435. of course cause the pendulum to oscillate when the motion is horizontal.
  436. For easier adjustment of the oscillation amplitude you can also press
  437. the space bar to stimulate the oscillations.
  438.  
  439.                                                                        
  440.                                                
  441.  
  442.  
  443.  
  444.  
  445.  
  446.  
  447.  
  448.  
  449.  
  450.  
  451.  
  452.  
  453.  
  454.  
  455.  
  456.  
  457.                                 - 6 -
  458.  
  459.  
  460.  
  461.  
  462.  
  463.  
  464.  
  465.  
  466. APPENDIX A
  467.  
  468. HOW TO INSTALL THE PROGRAM ON THE HARD DISK
  469.  
  470.  
  471. If your computer has a hard disk you can make a directory for the
  472. PENDULUM program and copy all the files from the floppy disk to that
  473. directory. From then on all you need to do each time you want to run the
  474. program, is to change to that directory and to type PENDULUM <- . 
  475.  
  476. An easier and better procedure for installing the PENDULUM files is by
  477. using the INSTALL  program  which is on your floppy disk. This procedure
  478. is described in detail below:
  479.  
  480. 1)   If there is any program running on your computer, terminate it by 
  481.      using the command(s) appropriate for exiting or ending that       
  482.      program.
  483.  
  484. 2)   Insert the PENDULUM floppy disk in the floppy disk drive which we 
  485.      will assume is drive "A" and close the door or lever. (If the     
  486.      floppy disk drive you are using is "B" instead, then change all the 
  487.      "A"s to "B"s in these instructions.)
  488.  
  489. 3)   Now, type  A:  followed by pressing the "ENTER" key to ensure that 
  490.      the appropriate disk is active.  (In what follows we will symbolize 
  491.      the pressing of "ENTER" by the symbol <- ; so we will simply say: 
  492.      type  A:<- ).  
  493.  
  494. 4)   Now type  INSTALL <-  and the "INSTALL" program will start by     
  495.      asking you for a directory name to use on your hard disk. If      
  496.      you don't answer this question and just press  <- , then the      
  497.      directory   C:\PENDULUM   will be created and used. If C:\PENDULUM 
  498.      already exists and contains old files, the program will request   
  499.      your permission to delete the old files. If you don't want to use 
  500.      C:\PENDULUM, or if your hard disk is  D  instead of  C, then enter 
  501.      any other valid directory name such as  D:\PEND <- . You can also 
  502.      use subdirectories. If for instance C:\PHYSICS already exists, you 
  503.      can enter  C:\PHYSICS\PENDULUM <-  to store your files in a       
  504.      subdirectory of PHYSICS called PENDULUM. 
  505.  
  506. 5)   After a short while, you will see a message on the screen telling 
  507.      you that the installation is complete, and you will be asked, at  
  508.      the bottom of the screen, if you want to run the program now. If  
  509.      you answer  y  (for yes) the program will be loaded and run from  
  510.      the hard disk.
  511.  
  512. 6)   From now on you will not need the floppy disk and all you need to 
  513.      do to run the program is to choose the directory where the PENDULUM 
  514.      files are, and then type  PENDULUM <- . For example, if the       
  515.      directory is  C:\PENDULUM ,  you first type   C:<-   to ensure that 
  516.      the C is the active drive, then you type   cd \PENDULUM <-   to   
  517.      choose that directory and finally type   PENDULUM <-  to start the 
  518.      program.
  519.  
  520.  
  521.  
  522.  
  523.                                - 7 -
  524.  
  525.  
  526.  
  527.  
  528.  
  529.  
  530.  
  531.  
  532. APPENDIX B
  533.  
  534. HOW TO GET A REGISTERED COPY AND HOW TO DISTRIBUTE THE PROGRAM
  535.  
  536. If the copy of PENDULUM you have is not registered, we would like you to
  537. try it and to see if you find it interesting and useful. If you do, I
  538. hope you will use the easy ordering instructions you are offered when
  539. running the program. For a very modest price, you will receive the
  540. latest version of the program and a more extensive printed manual,
  541. containing additional explanations and an INSTRUCTOR'S GUIDE. You will
  542. also be informed about future upgrades and about our new educational
  543. programs. Finally, purchasing the program, you will contribute to
  544. further software developments and to making the "shareware" system work.
  545.  
  546. You are welcome to make back up copies of PENDULUM for yourself and also
  547. to distribute copies as widely as you like, whether your copy is
  548. registered or not. The copies you distribute for use on other computers
  549. must contain all the files and be identical to the original you
  550. received, or they will not run on other machines. Copies of a
  551. registered version of PENDULUM will automatically become unregistered
  552. when run on a different computer. We will consider two cases for making
  553. copies. The first one is for systems having at least two disk drives and
  554. the second one is for systems having only one. 
  555.  
  556.  
  557. Case 1: SYSTEMS WITH TWO DISK DRIVES
  558.  
  559. If you have a hard disk on which you installed the PENDULUM files (see
  560. appendix A), or if you have two floppy disk drives then the easiest way
  561. for making copies is to use the INSTALL program. In either case use the
  562. DOS cd command to change directory to the one containing the PENDULUM
  563. files, and then type   INSTALL <-  . When asked for the destination
  564. directory type either   a:<-   or b:<-   depending on where you want the
  565. copy to be generated. Whichever drive you choose must of course contain
  566. a blank, and previously formatted floppy disk.
  567.  
  568.  
  569. Case 2: SYSTEMS WITH ONLY ONE DISK DRIVE
  570.  
  571. 1)   Terminate any program that may be running and then type:          
  572.      diskcopy a: b:<- .
  573.  
  574. 2)   Now follow the instructions which you will see on the screen. When 
  575.      the computer instructs you to insert the "source" disk it means the 
  576.      disk from which you are copying; namely in this case the original 
  577.      PENDULUM disk. When you are instructed to insert the "target" disk 
  578.      it means an empty disk on which the copy will be written. (This   
  579.      empty disk does not need to be previously formatted).
  580.  
  581. 3)   You may be instructed to swap diskettes several times depending on 
  582.      the size of the memory. When finished, the computer will prompt you 
  583.      with the following message:      
  584.                     Copy another diskette (Y/N)?
  585.      Type N (for NO) to terminate the procedure or Y (for YES) if you  
  586.      want to make more copies. 
  587.  
  588.  
  589.                                 - 8 -
  590.