Software Carpentry es una fundación sin fines de lucro que tiene como objetivo enseñar a científicos e ingenieros de diversas ramas las habilidades necesarias "to get more done in less time, and with less pain".

El siguiente tutorial desarrollado por Software Carpentry les ayudará a mejorar el diseño del software que desarrollen para sus tareas y en el futuro. Estudien el tutorial y respondan las preguntas que se encuentran a continuación (incluya sus respuestas en el informe).

Tutorial en la página de Software Carpentry: Incluye las slides y una transcripción del video.

También disponible como youtube playlist.

• Describa la idea de escribir el main driver primero y llenar los huecos luego. ¿Por qué es buena idea?

• ¿Cuál es la idea detrás de la función mark_filled? ¿Por qué es buena idea crearla en vez del código original al que reemplaza?

• ¿Qué es refactoring?

• ¿Por qué es importante implmentar tests que sean sencillos de escribir? ¿Cuál es la estrategia usada en el tutorial?

• El tutorial habla de dos grandes ideas para optimizar programas, ¿cuáles son esas ideas? Descríbalas.

• ¿Qué es lazy evaluation?

• Describa la other moral del tutorial (es una de las más importantes a la hora de escribir buen código).

Para planetas que orbitan cerca del Sol, el potencial se puede escribir como:

Latex: U(r) = - \dfrac{GMm}{r} + \alpha\dfrac{GMm}{r^2}

donde α es un número pequeño. Esta corrección a la ley de gravitación de Newton es una buena aproximación derivada de la teoría de la relatividad general de Einstein.

Bajo este potencial, las órbitas siguen siendo planas pero ya no son cerradas, sino que precesan, es decir, el perihelio (punto más lejano de la órbita) gira alrededor del Sol.

1. El archivo llamado planeta.py contiene el esqueleto la clase Planeta. Ud. debe implementar los métodos de esa clase. Los docstrings explican en qué debe consistir cada método. Ud. tiene libertad de mejorar los docstrings, y agregar atributos y métodos a la clase según le parezca conveniente para resolver el problema descrito a continuación.

   El archivo llamado solucion_usando_euler.py muestra cómo incluir la clase Planeta en un script separado. Ud. también puede resolver todo dentro del mismo archivo, en cuyo caso puede descartar solucion_usando_euler.py

2. Parta por estudiar el caso α=0 y considere las siguientes condiciones iniciales:

   

   Latex:

   \begin{flalign*}
   x_0 &= 10\\
   y_0 &= 0\\
   v_x &= 0\\
   \end{flalign*}
   

   Además, utilice unidades tales que GMm = 1 y escoja v_y según le parezca (asegúrese the la energía total sea menor que cero).

   Integre la ecuación de movimiento por aproximadamente 5 órbitas usando los métodos de Euler explícito, RK4 y Verlet. Plotee las órbitas y la energía total del sistema como función del tiempo en los 3 casos. Comente los resultados.

3. Ahora considere el caso α=10^-2.XXX (donde XXX son los 3 últimos digitos de su RUT, antes del dígito verificador). Integre la ecuación de movimiento usando el método de Verlet por al menos 30 órbitas. Determine la velocidad angular de precesión. ¿Cómo lo hizo? En particular, ¿cómo determinó la posición del perihelio? Plotee la órbita y la energía como función del tiempo.

Otras Notas.

• Utilice git durante el desarrollo de la tarea para mantener un historial de los cambios realizados. La siguiente cheat sheet le puede ser útil. Evaluar el uso efectivo de git. Recuerde hacer cambios significativos pero relativamente pequeños y guardar seguido. Evite hacer commits de código que no compila y deje mensajes que permitan entender los cambios realizados.

• También evaluaremos su uso correcto de python. Si define una función relativamente larga o con muchos parámetros, recuerde escribir el doctsring que describa los parametros y que es lo que hace la función. También recuerde usar nombres explicativos para las variables y las funciones. El mejor nombre es aquel que permite entender que hace la función sin tener que leer su implementación.

• La tarea se entrega como un pull request en github. El pull request debe incluir todos los códigos usados además de su informe.

• El informe debe ser entregado en formato pdf, este debe ser claro sin información ni de más ni de menos.