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Interactive Physics

楽しいシミュレーター集

スライダーを動かすだけ。波紋・ドップラー・カオス・フラクタル・重力・群れ——物理法則をリアルタイムで体験できる—本のインタラクティブシミュレーター。登録不要・完全無料。

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シミュレーター

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カテゴリ

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物理を「見て・触れて」学ぼう

教科書の数式を読むだけでは掴みにくい物理現象も、シミュレーターで動かすと直感的に理解できます。波の干渉がなぜ縞模様を作るのか、3つのルールだけで群れが生まれるのか、カオスとはどんな世界なのか——ここにあるシミュレーターはすべてブラウザだけで動き、インストール不要です。気になるものからどんどん触ってみてください。

波・音 / Waves & Sound

5

波紋プール

水面をクリックして波を立て、2点波源の干渉縞をリアルタイムで観察。

音波シンセサイザー

正弦波・矩形波・鋸波を合成して波形を作り、ブラウザでそのまま音を鳴らす。

ドップラー効果

音源が近づく・遠ざかるときの周波数変化をアニメーションで可視化。救急車の音が変わる仕組みが一目瞭然。

両端固定の弦に定在波を発生させ、基本振動・倍音の節と腹の位置を体感。

2次元波動干渉

複数の波源から広がる波の干渉パターンをピクセル単位でリアルタイム可視化。強め合い・弱め合い・二重スリット実験を体験。

波の重ね合わせ

2つの波の干渉・うなりをリアルタイム可視化。周波数・振幅・位相を操作して定在波・うなり現象を体験。

光・波動光学 / Light & Optics

4

フーリエ円

回転する円の組み合わせでどんな複雑な曲線でも描ける。フーリエ級数の幾何学的な美しさを体感。

ホログラム干渉縞

2つのコヒーレント光源が作る干渉縞パターンをインタラクティブに探索。

レンズ光線追跡

凸レンズ・凹レンズを配置し、光線の屈折・焦点・結像をリアルタイムで追跡。

スネルの法則

光の屈折・全反射をリアルタイム可視化。入射角をドラッグして臨界角・全反射を体験。空気/水/ガラス/ダイヤモンドプリセット。

流体・熱 / Fluid & Heat

6

チューリングパターン

2つの化学物質の反応拡散だけで、ヒョウの斑点・シマウマの縞・貝殻の模様が自然に生まれる。

ラバランプ

温度差による密度変化が引き起こす熱対流を、美しいビジュアルでリアルタイムシミュレーション。

ベナール対流のロール状セル構造を可視化。大気・マントル対流の基礎を直感的に理解。

障害物まわりの流れで渦が生まれ剥離する様子をリアルタイムに観察。カルマン渦列も再現。

粒子法（SPH）による液体シミュレーション。容器を傾けて液体をリアルに流し込む。

SPH流体シミュレーター

粒子法（SPH）でナビエ-ストークス方程式を近似。粘性・圧力・重力方向をリアルタイムで操作。

力学・衝突 / Mechanics & Collisions

8

弾性ビリヤード

弾性衝突の運動量・エネルギー保存を視覚化。複数ボールが跳ね返る様子で保存則を体感。

ニュートンのゆりかご

5つの鋼球が連鎖的に運動量を伝達。衝突数を変えてみると奥深い物理が浮かび上がる。

ドミノ連鎖

ドミノが次々と倒れる連鎖反応。間隔・高さを変えて伝播速度がどう変わるか実験。

複数の天体が互いの重力で引き合い、複雑な軌道を描くカオス的運動をリアルタイム計算。

投石機弾道

中世の攻城兵器・投石機の弾道をリアルタイムシミュレーション。カウンターウェイト質量・発射角・空気抵抗で射程を最適化。

RK4数値積分で精密な振り子アニメーション。小角近似との差を比較、惑星の重力加速度プリセット付き。

等速円運動

向心力・速度ベクトルをリアルタイム可視化。周期・向心加速度を自動計算。

宇宙・天体 / Space & Celestial

5

重力ウェル

質量が空間を歪める重力ウェルに粒子を投げ込み、楕円軌道・放物線軌道・脱出速度を探索。

スリングショット

惑星スイングバイで探査機が加速する重力アシスト機動をインタラクティブに体験。

ケプラー軌道

万有引力による楕円軌道をVerlet積分でシミュレーション。面積速度一定・周期の法則をリアルタイムで可視化。

太陽系シミュレーター

8惑星＋月＋ガリレオ衛星の軌道をリアルタイムアニメーション。実際の軌道データ使用。惑星クリックで詳細情報表示。

ホーマン遷移軌道

LEO→GEO・地球→火星などの軌道遷移をアニメーション。ΔV・遷移時間・燃料消費を自動計算。

群れ・生命・複雑系 / Swarms, Life & Complex Systems

6

ボイド群れ

「分離・整列・結合」の3ルールだけで魚の群れ・鳥の群れが出現する創発的集団行動。

分岐ダイアグラム

ロジスティック写像のパラメータを動かすと、安定→周期倍分岐→カオスへの道が目の前に現れる。

単振子・ローレンツアトラクタなどの力学系を位相空間で可視化。アトラクタの形状で系の挙動が読める。

感染症SIRモデル

SIR/SEIR/SIRSモデルで感染拡大をリアルタイムシミュレーション。R₀・集団免疫閾値・ワクチン効果を体験。

捕食者-被食者ダイナミクス

ロトカ-ボルテラ方程式で個体群の周期的変動を可視化。位相平面軌跡と時系列を同時表示。

交通流・渋滞シミュレーター

ナーゲル-シュレッケンベルグモデルでファントム渋滞を再現。密度・速度・ランダム制動で渋滞が自然発生する様子を観察。

電磁気・量子 / EM & Quantum

5

荷電粒子トラップ

電場と磁場の組み合わせで荷電粒子を捕捉するイオントラップの原理をインタラクティブに体験。

磁石の配置を変えながら磁力線・磁場強度の分布をリアルタイムで可視化。双極子・四重極子の違いを観察。

電場・電気力線

正負の点電荷を自由に配置し、電場ベクトル・電気力線・等電位線をリアルタイム描画。クーロンの法則を直感的に体験。

コンデンサ充放電

RC回路のコンデンサ充放電アニメーション。時定数τ=RCの意味を電圧・電流グラフで直感的に理解。

量子調和振動子

量子力学の波動関数・確率密度・エネルギー準位を対話的に可視化。量子数n=0〜8、ゼロ点エネルギーを体験。

パターン・アルゴリズム / Patterns & Algorithms

2

原子格子に外力を加えたときの変形・スリップ・転位の発生をリアルタイムでアニメーション。

迷路ソルバー

BFS・DFS・A*の経路探索アルゴリズムが迷路を解くプロセスをステップごとに可視化。探索の違いが一目でわかる。

カオス・非線形力学 / Chaos & Nonlinear Dynamics

3

二重振り子カオス

RK4数値積分による二重振り子のカオス運動。2つの軌跡を同時表示してバタフライ効果を体験。初期条件の微小差が指数的に拡大する様子をリアルタイム確認。

ローレンツアトラクター

カオス理論の象徴的な「バタフライ」形状の奇妙なアトラクターを3Dでリアルタイム描画。気象カオスの起源を直感的に体験。

弾性振り子

バネと振り子が結合した非線形系。パラメトリック共振とカオス的挙動をリアルタイム可視化。バネ振動と振り子振動のエネルギー移動を体験。

数学・フラクタル / Math & Fractals

3

マンデルブロ集合

マンデルブロ集合とジュリア集合をインタラクティブに探索。クリックでズームしながら、自己相似な無限の構造を発見。スムースカラーリングで美しく可視化。

リサジュー図形

2つの調和振動の合成で生まれるリサジュー曲線をリアルタイム描画。周波数比・位相差を変えると全く異なる美しい図形が現れる。

フラクタルツリー

再帰的分岐アルゴリズムで美しいフラクタル樹木を生成。コッホ雪片・シェルピンスキー三角形・ドラゴン曲線も描画可能。自己相似の世界を体験。

ゲーム・アルゴリズム / Games & Algorithms

4

ライフゲーム

3つの単純なルールから複雑な「生命」が生まれるセルオートマトン。グライダー・銃・パルサーなどの有名パターン搭載。クリックで自由に描画。

ソートアルゴリズム可視化

バブル・マージ・クイック・ヒープなど8種のソートをリアルタイム可視化。比較回数・計算量O(n²)/O(n log n)を比較しながら学習。

勾配降下法可視化

SGD・Adam・RMSpropが2D損失関数を下る様子をリアルタイム可視化。機械学習の最適化を直感的に理解。

ニューラルネットワーク

NNの構造・順伝播・逆伝播をリアルタイム可視化。XOR問題を学習しながらAIの仕組みを体験。

熱力学・分子 / Thermodynamics & Molecules

3

理想気体の法則

ボイル・シャルル・ゲイリュサックの各法則をPV図と分子運動アニメーションで可視化。PVnT 4変数を自由に操作。

ブラウン運動

熱揺らぎによる粒子のランダムウォークをリアルタイムシミュレーション。拡散係数・MSDを計算。

化学反応速度論

一次・二次・可逆・連続反応の濃度変化をRK4シミュレーション。半減期・平衡定数を自動計算。