Bài tập lớn Vật lý 1 Đại học Bách Khoa HCMUT

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

TÊN ĐỀ TÀI

Vẽ quỹ đạo chuyển động ném xiên
trong trọng trường bỏ qua lực cản và
xác định một vài thông số liên quan

LỚP A01, NHÓM 1

Tp. HCM, 20/12/2021
i


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

TÊN ĐỀ TÀI

Vẽ quỹ đạo chuyển động ném xiên
trong trọng trường bỏ qua lực cản và
xác định một vài thông số liên quan
GVHD: Nguyễn Hồng Giang

Trần Anh Tú
Lớp: A01
Nhóm số: 1
Danh sách thành viên:
Họ tên

MSSV

1. Huỳnh Gia An

2112730

2. Nguyễn Gia Bảo

2112870

3. Lê Quốc Bình

2110816

4. Lê Duy

2110920
Tp. HCM, 20/12/2021
ii


MỤC LỤC
I.TÓM TẮT BÀI BÁO CÁO ......................................................... 2
ĐỀ BÀI:......................................................................................... 2

BÀI LÀM: ..................................................................................... 2
II.CƠ SỞ LÝ THUYẾT ................................................................. 3
III.MATLAB ................................................................................... 4
1. Nhập code ................................................................................ 4
2. Nhận xét kết quả thu được .................................................... 5
3. Giải thích ý nghĩa các câu lệnh Matlab ................................ 5
4. Kết luận ................................................................................... 5
IV.DANH MỤC HÌNH ẢNH ......................................................... 6
V.TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................... 7
VI.PHỤ LỤC ................................................................................... 8
LỜI CẢM ƠN ................................................................................. 9

1


I.TĨM TẮT BÀI BÁO CÁO
ĐỀ BÀI:
Một hịn đá được ném theo phương ngang từ độ cao h = 20 m với vận tốc v0 = 15
m/s. Xác định:
a. Tỉ số vận tốc của hòn đá sau khi ném 1 giây (v1) và sau khi ném 2 giây (v2).
b. Gia tốc pháp tuyến và gia tốc tiếp tuyến của hòn đá sau khi ném 1 giây.
Lấy 𝐠 = 𝟗, 𝟖 𝐦/𝒔𝟐
BÀI LÀM:
a) Tỉ số vận tốc của hòn đá sau khi ném 1 giây và sau khi ném 2 giây là:
Ta có: 𝑣 = √𝑣𝑜2 + (𝑔𝑡 )2
𝑣

𝑣1 =
2

√𝑣𝑜2 +(𝑔𝑡1 )2
√𝑣𝑜2 +(𝑔𝑡2 )2

=

√152 +(9,8.1)2
√152 +(9,8.2)2

= 0,726

b) Vận tốc của vật theo các phương:
+ Theo phương 𝑂𝑥 : 𝑣𝑥 = 𝑣0
+ Theo phương 𝑂𝑦 : 𝑣𝑦 = 𝑔𝑡
𝑣 = √𝑣𝑜2 + (𝑔𝑡 )2
𝑣𝑥 = 15𝑚/𝑠
Tại 𝑡 = 1𝑠 { 𝑣𝑦 = 9,8𝑚/𝑠
𝑣 = 17,918𝑚/𝑠
𝑠𝑖𝑛 =
𝑐𝑜𝑠 =

𝑣𝑦
𝑣
𝑣𝑥
𝑣

9,8

= 17,918
15

= 17,918
9,8.9,8

{

𝑎𝑡 = 𝑔𝑠𝑖𝑛 = 17,918 = 5,36 𝑚/𝑠 2
9,8.15

𝑎𝑛 = 𝑔𝑐𝑜𝑠 = 17,918 = 8,204 𝑚/𝑠 2

2


II.CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Chuyển động ném ngang có thể phân tích thành hai chuyển động thành phần theo
hai trục tọa độ. Chuyển động của các hình chiếu Mx và My trên các trục Ox và
Oy gọi là các chuyển động thành phần của vật M.

Hình 2.1. Đồ thị chuyển động ném ngang
𝑣𝑥 = 𝑣𝑜
+ Theo trục Ox:{ 𝑎𝑥 = 0
𝑥 = 𝑣𝑜 𝑡
𝑣𝑦 = 𝑔𝑡
+ Theo trục Oy:{ 𝑎𝑦 = 𝑔
1

𝑦 = 2 𝑔𝑡
+ Phương trình chuyển động:{
+ Phương trình quỹ đạo: 𝑦 =

𝑥 = 𝑣0 𝑡
𝑦=

𝑔𝑡 2
2

𝑔𝑥 2
2𝑣𝑜2

+ Phương trình vận tốc: 𝑣 = √𝑣𝑜2 + (𝑔𝑡 )2
+ Thời gian chuyển động của vật ném ngang bằng thời gian rơi tự do từ cùng
1

2ℎ

một độ cao h và được xác định: 𝑦 = 2 𝑔𝑡 2 = ℎ𝑡 = √ 𝑔
2ℎ

+ Tầm xa: 𝐿 = 𝑥𝑚𝑎𝑥 = 𝑣𝑜 𝑡 = 𝑣𝑜 √ 𝑔

3


III.MATLAB
1.Nhập code

Hình 3.1. code trên trang chính

Hình 3.2. Kết quả chạy được từ cửa sổ Command Window

4


Hình 3.3. Quĩ đạo chuyển động của vật
2. Nhận xét kết quả thu được
_ In ra màn hình được kết quả tính tốn thỏa mãn u cầu đề bài và giải quyết bài
tốn đã đưa ra (Hình 1).
_ Vẽ được chuyển động ném ngang của vật trong trọng trường bỏ qua lực cản
(Hình 2). Dạng đồ thị là một đường parabol, phù hợp với lý thuyết được đề ra.

3.Giải thích ý nghĩa các câu lệnh Matlab
clc: Xóa tồn bộ màn hình
syms: Khai báo biến
disp(‘…’): Hiện thị ra màn hình phần bên trong dấu ‘…’
diff(f(x),n): Đạo hàm hàm số f(x) theo x cấp n.
plot(x,y): Vẽ đồ thị theo tọa độ x-y
fprintf: In một chuỗi được định dạng ra màn hình hoặc file
grid on: Kẻ các dòng và cột trên đồ thị
title: Đặt tên cho đồ thị
xlabel, ylabel: Đặt tên cho trục hoành và trục tung

4.Kết luận
- Đề tài đã hỗ trợ xác định quĩ đạo chuyển động ném ngang trong trọng trường bỏ
qua lực cản.
- Nắm được và sử dụng thành thạo các công cụ và câu lệnh của Matlab để giải
quyết các bài toán vật lý được đưa ra một cách thuận tiện và dễ dàng hơn.
- Phân tích được ý nghĩa vật lý của các kết quả thu được từ chương trình.
5

IV.DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 ............................................................................................... 3
Hỉnh 3.1 ............................................................................................... 4
Hình 3.2 ............................................................................................... 4
Hình 3.3 ............................................................................................... 5

6


V.TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lý thuyết chuyển động ném ngang:
/>2. Video thí nghiệm chuyển động ném ngang:
/>3. Video khảo sát chuyển động ném ngang:
/>
7


VI.PHỤ LỤC
CODE
clc;
syms t;
%Đề bài
v0 = 15;
h=20;
disp('Vận tốc ném ban đầu v0(m/s)= 15');
disp('Độ cao ném h(m)= 20');
g = 9.8;
vx = v0; %Vận tốc trên phương ngang
vy(t) = g*t; %Vận tốc trên phương thẳng đứng
v(t) = sqrt(vx^2+vy(t)^2); %Vận tốc vật

at(t) = diff(v(t),t,1); %Gia tốc tiếp tuyến
an(t) = sqrt(g^2-at^2); %Gia tốc pháp tuyến
tiso = v(1)/v(2); %Tỉ số giữa vận tốc sau 1 giây và sau 2 giây
fprintf('Tỉ số v1/v2 = %.3f \n',tiso);
fprintf('Gia tốc tiếp tuyến (m/s^2) sau 1 giây = %.3f \n',at(1));
fprintf('Gia tốc pháp tuyến (m/s^2) sau 1 giây = %.3f \n',an(1));
%Vẽ đồ thị
tamxa = v0*sqrt(h*2/g); %Tầm xa
x = 0:1:tamxa;
y = h - (g/(2*v0^2))*(x.^2);
plot(x,y),title('QUĨ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG CỦA VẬT')
grid on;
xlabel('x(m)')
ylabel('y(m)')

8


LỜI CẢM ƠN
Quá trình thực hiện báo cáo bài tập lớn là giai đoạn rất quan trọng với chúng em.
Đối với chúng em, Vật lí 1 là mơn học tiền đề quan trọng giúp cho chúng em có
thêm kỹ năng nghiên cứu, đi sâu vào những vấn đề mà trước đây chúng em chỉ
được học sơ sơ và những kiến thức quý giá để chúng em phát triển bản thân sau
này. Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Trần Anh Tú và thầy Nguyễn Hồng
Giang đã tận tình giúp đỡ, giảng dạy và định hướng chúng em trong cách tư duy
và phát triển lối làm việc khoa học. Đó là những góp ý quý báu, là nền tảng để
chúng em có thể hồn thành tốt bài tập lớn này.
Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy rất nhiều.

9