In der Molekulardynamik sollen die Bewegungsgleichungen mit einem Zeitschritt von 2 fs integriert werden, um die Bewegung der Atome über 1 ns zu berechnen. Wie viele Zeitschritte sind nötig?

Lösung: C. 5×10⁵

Mit 1 ns = 10⁻⁹ s und 2 fs = 2×10⁻¹⁵ s ist die Zahl der Schritte 10⁻⁹/(2×10⁻¹⁵) = 5×10⁵. Der Zeitschritt muss so klein sein, dass die Periode der Atomschwingungen (etwa 100 fs) in einige Dutzend Schritte unterteilt wird; in Systemen mit leichtem Wasserstoff wählt man 1 fs oder weniger. Ist der Schritt zu groß, bleibt die Energie wegen der Fehler der numerischen Integration (z. B. mit dem Verlet-Algorithmus) nicht erhalten, und die Rechnung bricht zusammen. Der Wert 5×10² verwechselt fs mit 10⁻¹² s (ps), der Wert 5×10⁸ verwechselt ns mit 10⁻⁶ s (µs). Da in jedem Schritt die Kräfte auf alle Atome berechnet werden, liegt die mit Molekulardynamik erreichbare Zeit als Richtwert bei Nanosekunden bis Mikrosekunden.