상대좌표계에서 구현된 HTML5 기반의 교육용 2차원 3체 문제 시뮬레이션 = Educational Three-Body Planar-Motion Simulation Based on HTML5

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This paper suggests a way to use HTML5-based simulations for the 3-body planar motion problem in classical mechanics classes. Three different reference frames - screen frame, center-of-mass frame, a specific body frame - were enabled in the simulation to understand the motions of bodies in several frames. These changes of reference frame could be done by calculating the relative coordinates between the bodies. This simulation might help student understand the various features of complex 3-body motions interacting in mutual gravitational fields such as those of stellar bodies.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 3체 문제를 HTML5 기반으로 javascript를 통하여 쉽게 구현하여 역학 교육에 활용하는 방법을 제안한 것이다. 본 시뮬레이션에서는 여러 관측계에서 3체 운동을 관찰하는 것이 쉽게 되도록 하기 위하여 관찰자의 기준 좌표계를 스크린을 기준으로 한 절대좌표계, 특정 물체에 대한 상대좌표계, 질량중심 좌표계 등이 모두 가능하도록 하였다. 이는 각 물체의 상대좌표를 계산하여 구현할 수 있다. 이러한 시뮬레이션 구현을 통하여 학생들이 제한된 3체 문제의 해석적 풀이 결과를 쉽게 이해할 수 있을 뿐 아니라 해석적 풀이가 불가능한 천체의 운동에 대해서도 시각적으로 이해하는데 도움을 줄 것으로 판단된다.

참고문헌 (Reference)

1 G. Bozis, 43 : 355-, 1976

2 A. Chenciner, 152 : 881-, 2000

3 M. Hénon, 13 : 267-, 1976

4 이대로, "혼합 추력 방식의 지구-달 최적 전이궤적 설계인자에 따른 비교연구" 한국항공우주학회 39 (39): 1021-1032, 2011

5 정옥철, "원형 제한 3체 문제의 불변위상공간을 이용한 행성간 궤적설계 기초 연구" 한국항공우주학회 43 (43): 692-698, 2015

6 오원근, "역학 교육을 위한 HTML5 기반의 2D 동역학 시뮬레이션" 한국물리학회 65 (65): 479-484, 2015

7 오원근, "HTML5 기반의 교육용 몬테카를로 시뮬레이션 구현" 한국물리학회 65 (65): 322-327, 2015

8 G. Fowles, "Analytical Mechanics" Hartcourt 267-, 1999