Все тренажёры и лаборатории

Сделай наглядную демку конвекции воздуха в комнате: батарея внизу слева (тёплая, светится красным), окно вверху справа (холодное, синеет, когда открыто). Хочу видеть облако цветных частиц-трассеров, которые кружат по комнате единой циркуляционной ячейкой — поднимаются над батареей и опускаются у окна, меняя цвет от синего к красному в зависимости от температуры. Добавь слайдер мощности батареи и слайдер открытости окна (усиливает нисходящий поток холодного воздуха), а рядом — короткое объяснение через силу Архимеда, почему тёплый воздух легче и поднимается вверх.

Сделай вращающуюся 3D-модель кристаллических решёток: простая кубическая (α-полоний), объёмно-центрированная (α-железо), гранецентрированная (медь), хлорид натрия, хлорид цезия и алмаз. Переключатель структуры, слайдер размера сверхъячейки от 1×1×1 до 4×4×4, слайдер радиуса атомов от шаростержневой модели до плотной упаковки касающихся шаров, переключатели связей с ближайшими соседями и подсветки координационной сферы центрального атома, рёбра элементарных ячеек. Показания: число атомов на ячейку с разбором по вершинам, рёбрам, граням и центру (8×⅛ + 6×½ = 4), координационное число, коэффициент упаковки с формулой η = Z·(4/3)πr³/a³, параметр решётки, расстояние до ближайшего соседа и рассчитанная плотность ρ = Z·M/(N_A·a³), которая совпадает с табличной.

Покажи ученикам, как молекулы духов распространяются по комнате из угла, где стоит открытый флакон. Хочу видеть облако частиц, которое постепенно расползается случайным блужданием, и чтобы можно было покрутить температуру воздуха и молярную массу вещества — пусть будет видно, что при нагреве духи распространяются быстрее, а более тяжёлые молекулы — медленнее. Добавь формулу среднеквадратичного смещения, чтобы связать картинку с теорией.

Сделай живую визуализацию того, как нейросеть учится распознавать рукописные цифры 0–9. Датасет без скачивания: цифры рисуются процедурно на скрытом холсте разными шрифтами и толщиной, со случайным поворотом, наклоном, масштабом, сдвигом и шумом, потом уменьшаются до 16×16 с центрированием по центру масс, как в MNIST; 4000 обучающих и 1000 тестовых примеров. Сеть — многослойный перцептрон (256 входов → скрытый слой с ReLU, по желанию второй → softmax на 10 классов), обучается мини-батчами с перекрёстной энтропией прямо в браузере, не блокируя анимацию. На экране: лента примеров, которые сеть сейчас видит, с подписью «предсказание / верно» (ошибки красным); веса нейронов первого скрытого слоя как картинки-фильтры, в которых из шума проступают штрихи; графики потерь и точности на обучении и тесте по эпохам; матрица ошибок 10×10 с тепловой окраской; холст «нарисуй цифру сам» с десятью столбиками вероятностей и уменьшенной картинкой того, что видит сеть, кнопка «Очистить холст». Слайдеры: шаг обучения, нейронов в скрытом слое, размер батча, сила искажений датасета; пауза, сброс, скорость.

Сделай демку эффекта Доплера, вид сверху: источник звука летит по прямой и излучает круговые волновые фронты, каждый расходится со скоростью звука 340 м/с из той точки, где источник был в момент излучения. Слайдер скорости от 0 до 2 Маха: сначала видно, как фронты сжимаются впереди и растягиваются позади, при M = 1 они сливаются в звуковой барьер, а при M > 1 появляется конус Маха с углом sin α = 1/M. Слушатель стоит в стороне (его можно переставить щелчком): у него показывается слышимая частота каждого пришедшего фронта по формуле f' = f₀/(1 − (v/c)cosθ) и пунктир к точке излучения, а при прохождении конуса — вспышка «БУМ!». Добавь слайдер частоты источника, график частоты у слушателя от времени, баннер режима (дозвук/барьер/сверхзвук) и по желанию звук.

Сделай демку электростатического поля двух точечных зарядов на горизонтальной прямой. Два слайдера — заряд q₁ и заряд q₂, каждый от −5 до +5 мкКл с шагом 0.5; если заряд равен нулю, он «выключен» — рисуй его серым и не выпускай из него силовых линий. По умолчанию q₁ = +3 мкКл, q₂ = −3 мкКл (классический диполь). Силовые линии численно трассируй (метод средней точки или РК4) из 16–24 точек вокруг каждого положительного заряда: линии должны красиво изгибаться и либо втекать в отрицательный заряд, либо уходить за край экрана; если оба заряда отрицательны — трассируй линии от них в обратную сторону (или начинай с границ экрана), чтобы поле всё равно было видно. Обязательно нарисуй маленькие стрелочки на линиях, показывающие направление поля, и раскрась линии по знаку заряда-источника и по локальной величине поля (ярче/светлее — сильнее). Линии не пересчитывай каждый кадр — кэшируй их в отдельный canvas и перерисовывай только при изменении слайдеров, а анимируй лёгким бегущим по линиям пунктиром (частицы-штрихи, движение по времени, не по кадрам) плюс мягкой пульсацией свечения самих зарядов. Добавь маленький пробный положительный заряд, который следует за курсором мыши, а на нём стрелкой рисуй вектор силы Кулона с масштабируемой длиной и подписанной величиной; если курсора нет (например, при автоматическом скриншоте), пробный заряд должен по умолчанию стоять между зарядами со сдвигом в сторону, чтобы вектор силы был хорошо виден. Выведи формулу закона Кулона (скалярную и векторную) в KaTeX и живые числа: заряды, расстояние между ними, сила между зарядами, расстояния от пробного заряда до каждого источника, напряжённость поля и силу на пробном заряде. Пауза должна замораживать и пульсацию, и бегущие по линиям штрихи. Кнопка сброса должна возвращать оба заряда к дефолтным +3 и −3 мкКл через изменение слайдеров.

Сделай наглядную 3D-модель одного цилиндра бензинового двигателя в разрезе: полупрозрачная гильза, поршень, шатун, коленвал, два клапана и свеча зажигания. Хочу, чтобы кривошипно-шатунный механизм двигался физически правильно, а на экране крупно подписывался текущий такт — впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск — с подсветкой и цветными частицами воздуха на впуске и выхлопе, вспышкой при воспламенении на рабочем ходе. Добавь слайдер оборотов двигателя, чтобы ученики могли ускорить или замедлить цикл и увидеть, как клапаны открываются плавно, как по кулачку.

Сделай агентную модель эпидемии SIR с вакцинацией: на квадратном поле двигаются 500 человечков-точек, восприимчивые (синие), больные (красные), переболевшие (серые) и привитые (зелёные). Больной заражает восприимчивых в радиусе контакта с заданной вероятностью за день контакта и выздоравливает в среднем через D дней. Слайдеры: вероятность заражения, радиус контакта, подвижность (доля людей, которые продолжают перемещаться, — социальное дистанцирование), длительность болезни и доля привитых. Под полем — живой накопительный график S/I/R/V по дням, в отдельном графике — доля больных в агентной модели рядом с решением системы ОДУ SIR с тем же β. Покажи формулу R₀ = β·D = λπr²n·D, расчётное и измеренное R, порог коллективного иммунитета 1 − 1/R₀ и пик эпидемии. Должно быть видно: при низкой подвижности агентная модель отстаёт от ОДУ, а вакцинация выше порога гасит вспышку.

Сделай демку про ряд Фурье в виде эпициклов: цепочка вращающихся окружностей, сложенных «голова к хвосту», кончиком рисует замкнутую фигуру — звезду, сердце, ноту, квадрат или бесконечность на выбор, а ещё можно нарисовать свою фигуру мышью. Коэффициенты считаются дискретным преобразованием Фурье, окружности упорядочены по убыванию амплитуды. Слайдер числа гармоник должен наглядно показывать сходимость: при одной гармонике — просто круг, при десятке — узнаваемый контур, при сотне — почти точная копия. Рядом — график спектра амплитуд |c_k| с подсветкой использованных гармоник, показания ошибки приближения и формула комплексного ряда Фурье.

ДВС по фазам (сгенерировано GPT-5.4)

Митоз по стадиям (сгенерировано GPT-5.4)

Сделай демку идеального газа в сосуде с подвижным поршнем сверху. Внутри летают 300-500 частиц, упруго отражаясь от стенок и от поршня (столкновения частиц друг с другом не нужны). Слайдер «Объём» (30-100%) должен плавно двигать поршень, сжимая или расширяя сосуд, а частицы не должны проваливаться сквозь него, даже когда он двигается. Слайдер «Температура» (100-600 К) должен пересчитывать скорости уже существующих частиц пропорционально √T, а не пересоздавать их заново. Хочу видеть реальное измерение давления — считай его из суммарного импульса ударов частиц о стенки за скользящее окно примерно в полсекунды, и сразу рядом показывай теоретическое давление по формуле PV = NkT, чтобы можно было сравнить измеренное и расчётное значения (они должны сходиться с точностью 10-15% в равновесии). Формулу PV = NkT покажи через KaTeX, а T, V, P(изм.) и P(теор.) выводи живыми числами. Пауза должна замораживать вообще всё, а сброс — пересоздавать частицы заново при текущих значениях слайдеров, не трогая сами слайдеры.

Сделай демку закона Фарадея: полосовой магнит сам качается вдоль оси катушки и проходит сквозь неё (его можно схватить и подвигать мышью). Нарисуй силовые линии магнита с бегущими стрелками, витки катушки (задние и передние полувитки, магнит проходит между ними), к катушке подключены лампочка и гальванометр со стрелкой, имеющей инерцию. Поток считай по модели магнитных зарядов на торцах магнита, потокосцепление — суммой по виткам вдоль длины катушки, ЭДС — как ε = −dΨ/dt. Лампа светится тем ярче, чем больше мощность I²R, на концах катушки появляются индуцированные полюса N/S по правилу Ленца, по проводу бегут заряды в сторону тока. Слайдеры: число витков, частота движения магнита, остаточная индукция магнита; переключатели полярности магнита и силовых линий. Графики Ψ(t) и ε(t), показания положения и скорости магнита, потока, ЭДС, тока и мощности лампы, формула ε = −N·dΦ/dt.

Нужна демка интерференции волн от двух точечных источников (типа ряби на воде), вид сверху: тепловая карта амплитуды на тёмном фоне, где хорошо видны чередующиеся яркие полосы усиления и тёмные узловые линии гашения. Источники подписаны на сцене. Добавь слайдеры частоты (скорость волны постоянна, длина волны и волновое число меняются согласованно) и расстояния между источниками — при их изменении картина интерференции должна ощутимо перестраиваться. Пусть фаза волны непрерывно бежит по кругу, а на панели рядом будет формула условия максимумов Δd = mλ и текущее значение длины волны.

Сделай демку орбитального движения планеты вокруг звезды. Звезда — светящаяся точка в фокусе эллипса, планета летит по эллиптической орбите под действием гравитации (интегрируй численно, а не рисуй готовый эллипс — используй полунеявный метод Эйлера с мелким фиксированным шагом, чтобы орбита не раскручивалась и не схлопывалась за минуты работы). Слайдер эксцентриситета от 0 до 0.8 — при изменении орбита пересчитывается заново, планета стартует в перигелии с правильной скоростью по формуле v_p = sqrt(GM(1+e)/(a(1-e))). Слайдер скорости времени от 0.5x до 10x. Нужен тонкий след полной траектории и короткий затухающий хвост за планетой. Обязательно визуализируй второй закон Кеплера (закон площадей): закрашивай сектор, заметаемый линией звезда-планета за фиксированный интервал времени (1/8 периода), причём делай это одновременно у перигелия и у афелия — секторы должны быть контрастных цветов, с подписанными числами площадей рядом, и площади должны получаться примерно равными, хотя дуга у перигелия короче и шире, а у афелия длиннее и уже. Подпиши сами точки перигелия и афелия. Покажи скорость планеты (стрелкой и числом) — у перигелия она заметно выше. Добавь формулу второго закона Кеплера dA/dt = L/(2m) = const в KaTeX. Пауза должна замораживать сцену, кнопка сброса — пересчитывать орбиту заново с текущим эксцентриситетом.

Четырёхтактный двигатель с пошаговым показом фаз: впуск, впрыск топлива, сжатие, искра, рабочий ход, выпуск.

3D: молекулы в сосуде с поршнем, давление от ударов, распределение скоростей, закон Бойля — Мариотта.

3D: планета вокруг звезды, законы Кеплера, заметаемая площадь, энергия от скорости.

Пружинный маятник: груз можно оттянуть мышью, векторы скорости и силы, энергия, период от массы.

Две точечные волны на воде: тепловая карта поля, источники перетаскиваются мышью, яркость полос на экране.

Сделай 3D-демку аттрактора Лоренца: система dx/dt = σ(y−x), dy/dt = x(ρ−z)−y, dz/dt = xy−βz интегрируется методом Рунге–Кутты, траектория рисуется светящимся следом, камера медленно облетает аттрактор и её можно крутить мышью. Главное — эффект бабочки: две траектории стартуют на расстоянии 10⁻⁵ друг от друга, сначала идут вместе, а потом разлетаются по разным крыльям. Рядом — график расстояния между ними в логарифмическом масштабе с опорной прямой наклона λ ≈ 0.906 (показатель Ляпунова). Слайдеры σ, ρ, β и начального зазора, отметки неподвижных точек C±, показания горизонта предсказуемости и числа перескоков между крыльями.

Сделай демку маленькой нейронной сети, которая обучается прямо в браузере: два входа (координаты x₁, x₂ точки на плоскости), один-три скрытых слоя и один выход — вероятность того, что точка синяя. Наборы данных на выбор: круги, XOR, спираль, два облака. Слева сверху — схема сети: связи окрашены по знаку веса (синие — положительные, оранжевые — отрицательные), толщина пропорциональна модулю, а в каждом нейроне — маленькая карта того, на что он реагирует. Под схемой — большая тепловая карта решения сети с границей p = 0,5 и точками обучающей и тестовой выборки; карта обновляется каждый шаг обучения. Слайдеры: шаг обучения, число скрытых слоёв, нейронов в слое, шум в данных; выбор функции активации (tanh, ReLU, сигмоида). Живой график потерь (обучение и тест) от эпохи, показания эпохи, потерь, точности и числа параметров, формула градиентного спуска и перекрёстной энтропии. Клик по карте добавляет синюю точку, Shift+клик — оранжевую.

Хочу демку осмоса: два отсека сосуда, разделённые вертикальной полупроницаемой мембраной с явно видимыми порами (разрывами в линии) посередине. Слева — чистая вода, справа — раствор с растворённым веществом. Пусть летают частицы двух сортов: мелкие голубые частицы воды, которые могут проскакивать через поры в обе стороны, и крупные оранжевые частицы вещества, которые всегда отскакивают от мембраны и никогда через неё не проходят. Сделай так, чтобы чем больше вещества скопилось у мембраны со стороны раствора, тем труднее воде протискиваться обратно в чистую воду — из-за этого эффекта суммарный поток воды должен идти слева направо, и это должно быть видно по уровням жидкости: рисуй полоску-уровень в каждом отсеке, при этом частицы всегда держатся ниже уровня своей жидкости. За 20-30 секунд при средней концентрации уровень справа должен заметно подняться, а слева — опуститься. Добавь слайдер концентрации раствора 0-100% (чем выше, тем больше частиц вещества и тем сильнее блокировка пор) — при 0% потоки должны быть примерно равны и уровни не расходиться, это мой способ проверить, что физика работает правильно. Слайдер температуры пусть управляет скоростью частиц. Подпиши отсеки «Чистая вода» и «Раствор», покажи в панели счётчики частиц воды, прошедших в обе стороны, и текущие уровни. Добавь формулу осмотического давления π = cRT через KaTeX с живыми числами c, T и π. Пауза должна замораживать всё, а сброс — пересоздавать сцену заново при текущей концентрации, не трогая слайдеры.

Сделай демку математического маятника: груз на нити качается из точки подвеса, рядом — живой график трёх энергий (кинетическая, потенциальная, полная) от времени за последние ~20 секунд. Пусть за грузом остаётся лёгкий затухающий след траектории. Добавь слайдеры длины нити, начальной амплитуды отклонения и коэффициента затухания, а также формулу периода T = 2π√(L/g) с текущим расчётным значением и измеренным по факту периодом качаний. Если затухание выключено, полная энергия на графике должна оставаться примерно горизонтальной — это важно, чтобы показать закон сохранения энергии.

Сделай агентную модель «хищник — жертва»: на зелёном поле растёт трава, кролики бродят, едят траву (съеденная клетка отрастает за заданное число дней) и размножаются, лисы бродят, ловят кроликов поблизости и после удачной охоты приносят потомство, а сами умирают с постоянной вероятностью. Рядом — фазовый портрет в координатах «кролики — лисы»: траектория агентной модели, нуль-изоклины, поле направлений и замкнутая орбита уравнений Лотки — Вольтерры x' = αx − βxy, y' = δxy − γy, где β измеряется по фактическим встречам агентов. Живой график численностей от времени с видимыми циклами, сдвинутыми по фазе. Слайдеры: рождаемость кроликов α, успех охоты, потомство лисы на добычу, смертность лис γ и время отрастания травы. Показания: численности, β, равновесие x* = γ/δ и y* = α/β, период T ≈ 2π/√(αγ), ёмкость среды.

Сделай демку квантового опыта с двумя щелями: электронная пушка выпускает электроны по одному, каждый оставляет на экране одну точку, и постепенно из тысяч точек складывается интерференционная картина. Распределение попаданий считай честно — по амплитудам Френеля от двух щелей, |ψ₁ + ψ₂|². Переключатель «детектор у щелей» показывает, через какую щель прошёл электрон, и картина превращается в две полосы |ψ₁|² + |ψ₂|². Слайдеры расстояния между щелями и длины волны электрона (с пересчётом в энергию), темп пушки; рядом гистограмма попаданий поверх теоретической кривой, формула Δy = λL/d, видность полос и процент совпадения с теорией.

Сделай демку преломления света на границе вода/стекло — воздух: снизу более плотная среда с настраиваемым показателем преломления n₁ (от 1.0 до 2.0), сверху воздух. Луч света идёт снизу вверх к границе под углом падения, который можно крутить слайдером от 0 до 89°. Хочу видеть закон Снеллиуса в действии: преломлённый луч уходит в воздух под своим углом, а слабый отражённый луч есть всегда. Когда угол падения превышает критический — преломлённый луч должен пропасть, а отражённый — стать ярким, с крупной подписью «Полное внутреннее отражение». Углы отметь дугами с подписями θ₁ и θ₂, нормаль — пунктиром. Рядом покажи формулы Снеллиуса и критического угла в KaTeX и текущие числа. Пусть по лучам бегут маленькие искорки-фотоны, чтобы сцена не была статичной.

Сделай демку стоячих волн из двух частей. Сверху — струна длиной 65 см, закреплённая с обоих концов, которую раскачивает вибратор у края с частотой генератора. Считай честно установившиеся вынужденные колебания как сумму мод sin(nπx/L) с резонансными амплитудами, чтобы при частоте f_n = n·v/(2L) струна вспыхивала резонансом с n пучностями и отмеченными узлами, а между резонансами почти замирала. Слайдеры частоты, натяжения и затухания, индикатор резонанса, график АЧХ с маркером генератора. Снизу — квадратная пластина Хладни: выбираешь моду (m, n), пластина колеблется, и песчинки, подпрыгивая на пучностях, собираются на узловых линиях в красивый узор. Формула f_n = (n/2L)·√(T/μ) с текущими значениями.

Клетка живёт: мРНК выходит из ядра, рибосома собирает белок, везикула несёт его к мембране. Рядом — ДНК в три метра: расплетите и запустите транскрипцию.

Лазер, призма, линза и зеркало двигаются руками, луч виден в воздухе и раскладывается в спектр. Во второй комнате — броски при разной гравитации.

Реагенты с полки льются в колбу: смена цвета, осадок, пузыри, пена. Соли металлов красят пламя горелки.

Четыре сортировки по шагам и гонка пузырька против быстрой; обход графа в ширину и в глубину; дерево поиска растёт на глазах.

Куб нефтешлама прогревается потоком горячего воздуха: пар, капли нефти, кокс и тепловизор считает 3D-модель тепломассопереноса. Ставьте термопары, крутите T₀ и U₀, проходите шесть лабораторных работ.

Под стеклянным куполом солнечный свет греет землю, а молекулы CO₂ и пара возвращают тепло: добавляйте газ из баллонов и смотрите на термометр и график. Рядом — ледник тает от рычага, море поднимается и затапливает прибрежный город.

Настольный планетарий: восемь планет идут по орбитам с настоящими периодами, время можно ускорить или остановить, а любую планету — взять в руку и узнать её радиус, год и расстояние. Рядом — стенд затмений: ведите Луну и смотрите, как её тень падает на Землю.

Соберите цепь руками: батарейка, лампы, резисторы, ключ и провода встают в гнёзда платы, лампы горят по мощности, по проводам бегут электроны, мультиметр показывает U и I. Во второй комнате магнит проходит сквозь катушку — стрелка гальванометра отклоняется.

Бьющееся сердце в руках: поверните его, откройте разрез — камеры сжимаются, клапаны хлопают, кровь течёт, а ЭКГ идёт в такт. Рядом — малый и большой круги: кровь краснеет в лёгких и синеет в органах.

Метровый глобус раскрывается в разрезе: кора, мантия с конвекцией, жидкое и твёрдое ядро с глубинами и температурами. Рычаг двигает плиты — растут горы, раскрывается рифт с лавой, сдвиг срывается землетрясением на сейсмографе. Вулкан извергается, когда давление в очаге дойдёт до предела.