(TIỂU LUẬN) báo cáo bài tập lớn vẽ QUỸ đạo CHUYỂN ĐỘNG ném XIÊN TRONG TRỌNG TRƯỜNG bỏ QUA lực cản và xác ĐỊNH một vài THÔNG số LIÊN QUAN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

MƠN HỌC: VẬT LÍ 1

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
Nhóm Sinh viên thực hiện : 10
Lớp

: L_14

Khóa

: K21

Hệ

: Đại học chính quy

Tp. Hồ Chí Minh, năm 2021


DANH SÁCH THÀN
STT
1
2
3
4
5

Nhận xét của giáo viên:
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………..
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Ngày…. tháng …. năm 2021
Giáo viên chấm điểm

2


MỤC LỤC
Phần 1: ĐỀ TÀI.....................................................................................................
Phần 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT..............................................................................
Tóm tắt lí thuyết liên quan đến đề bài ....................................................................
Phần 3: CÁC HÀM MATLAB VÀ CODE.......................................................
1.Giới thiệu Matlap và các hàm sử dụng ..............................................................
2.Viết code hoàn chỉnh theo yêu cầu bài toán.......................................................
Phần 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..............................................................
1.
Kết quả chạy
code ............................................................................................
2.Thảo luận, kiến nghị...........................................................................................
3. Kết luận.............................................................................................................
Phần 5: KẾT LUẬN

………………………………………………..

3

TÊN ĐỀ TÀI : BÀI TẬP 16
VẼ QUỸ ĐẠO CHUYỂN ĐỘNG NÉM XIÊN TRONG TRỌNG TRƯỜNG
BỎ QUA LỰC CẢN VÀ XÁC ĐỊNH MỘT VÀI THÔNG SỐ LIÊN QUAN

1. Yêu cầu
Sử dụng Matlab để giải bài toán sau:
“Hai vật được ném lên từ mặt đất với cùng vận tốc ban đầu v 0. Coi trọng trường
trái đất là đều và bỏ qua sức cản khơng khí. Với góc ném α 1 (góc này là đại
lượng được nhập vào ở mỗi lần chạy matlab) cho trước, tìm góc ném α 2 để 2 vật
có cùng tầm ném xa?”
2. Điều kiện
1)

Sinh viên cần có kiến thức về lập trình cơ bản trong MATLAB.

2)

Tìm hiểu các lệnh Matlab liên quan symbolic và đồ họa.

3. Nhiệm vụ
Xây dựng chương trình Matlab:
1)

Nhập các giá trị ban dầu (những đại lượng đề cho).

2) Thiết lập các phương trình tương ứng. Sử dụng các lệnh symbolic để giải hệ
phương trình.
Xuất kết quả ra màn hình.

3) Vẽ hình quỹ đạo của vật tương ứng với 2 góc ném.

Chú ý: Sinh viên có thể dùng các cách tiếp cận khác.

4


CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1. Chuyển động Parabol trong trường trọng lực
Chuyển động Parabol trong trường trọng lực là chuyển động của một vật được
v
ném với vận tốc ban đầu 0 hợp với phương ngang một góc (gọi là góc ném).
Vật ném xiên chỉ chịu tác dụng của trọng lực.

Có 3 dạng chuyển động Parabol là :
_ Chuyển động ném xiên lên
_ Chuyển động ném ngang
_ Chuyển động ném xiên xuống

Với đề tài lần này ta chỉ xét tới chuyển động ném xiên lên là chính.

5


2. Phương trình chuyển động ném xiên lên

y v sin( ).t

Với

v

(m/s) là vận tốc ban đầu

o

(độ) là góc ném
t (s) là thời gian chuyển động
s2

g(≈10 m /

) là gia tốc trọng trường

3. Cơng thức tính tầm xa khi ném xiên lên

vo

L

2

sin 2
g

Với L (m) là tầm xa

v

o

(m/s) là vận tốc ban đầu

(độ) là góc ném
g (≈10 m /

s2

) là gia tốc trọng trường

6


BÀI GIẢI

vo 2 sin 2

L

g

Áp dụng cơng thức tính Tầm ném xa :
Với cùng vận tốc đầu

v

và 2 góc ném lần lượt là

o

1

và

2

( 00 <α <900 )

Để 2 vật có cùng tầm ném xa thì :

L L
vo 2 sin 2 1 vo 2 sin 2 2
1

2

sin 2

g
2

sin

g

2

1

1

Chọn k=0, ta có:

1

12

900

2

2
Do tức1 là cùng
1 góc ném nên ta loại do cần tìm 2 góc ném khác nhau. Nên góc

ném thứ hai có cùng tầm xa với góc ném thứ nhất là :
(ngoại trừ trường hợp

1

2

450

do 90

0

7

900

2

1

450 450 tức là cùng 1 góc ném)


If

‘biểu thức logic 1’
‘đoạn lệnh 1’

Elseif

‘biểu thức logic 2’
‘đoạn lệnh 2’

Else
End

‘đoạn lệnh 3’

sind(
cosd(


8

9


ĐOẠN CODE HỒN CHỈNH THEO U CẦU BÀI TỐN

a= input(' Góc ném thứ nhất (0v= input(' Vận tốc đầu v(m/s) = ');
if a==0 || a==45 || a==90
fprintf('khơng có góc ném thứ hai có cùng tầm xa')
elseif a>90 || a<0
fprintf('vui lịng chọn góc ném a thỏa 0else
t= (0:0.1:3);
x1= v.*cosd(a).*t;
y1= (v.*sind(a).*t)-((10.*t.*t)/2);
b= 90-a;
x2= v.*cosd(b).*t;
y2= (v.*sind(b).*t)-((10.*t.*t)/2);
l= (v.*v.*sind(2.*a))/10;
fprintf('Góc ném thứ nhất là a = %f ' ,a);
fprintf('Tầm xa là l = %f ' ,l);
fprintf('Góc ném thứ hai có cùng tầm xa là b = %f ' ,b);
plot(x1,y1,'b');
hold on;
plot(x2,y2,'r');
grid on;
xlabel('Tầm xa');
10

ylabel('Độ cao');
title('Đồ thị chuyển động ném xiên');
legend('Ném góc thứ nhất','Ném góc thứ
hai'); end

HÌNH ẢNH ĐOẠN CODE TRONG PHẦN MỀM MATLAB

11


KẾT QUẢ

Trường hợp 1 : Khi nhập các góc ném 1 mà 1
0 90
yêu cầu nhập lại góc ném thỏa 0 1 0

00

hay

900

1

thì chương trình sẽ

(hình ảnh khi chạy matlab)
0 ;450 ;900

Trường hợp 2 : Khi nhập các góc ném 1 thuộc các giá trị { 0
} thì
chương trình sẽ cho kết quả : khơng có góc ném thứ hai có cùng tầm xa

(hình ảnh khi chạy matlab)
12


Trường hợp 3 : Khi nhập các giá trị còn lại thì chương trình sẽ cho ra các kết
quả là :
_Tầm xa là bao nhiêu ?
_Góc ném thứ 2 có cùng tầm xa là ?
_Hình ảnh đồ thị chuyển động của 2 vật được ném với 2 góc khác nhau nhưng
có tầm xa giống nhau
60
VD1 : khi nhập góc ném là 0 và vận tốc đầu là 10 (m/s) thì chương trình sẽ
cho kết quả là
Tầm xa là L= 8.660254 (m) Góc ném thứ 2 có cùng tầm xa là
Và đồ thị chuyển động.

13

300


(hình ảnh khi chạy matlab)

VD2 : khi nhập góc ném là
sẽ cho kết quả là

500

và vận tốc đầu là 10 (m/s) thì chương trình

Tầm xa là L= 9.848078 (m)
Góc ném thứ 2 có cùng tầm xa là
Và đồ thị chuyển động.

400

(hình ảnh khi chạy matlab)
14


THẢO LUẬN VỀ KẾT QUẢ BÀI TOÁN
v
0 ;900 \ 450
Vậy khi ném vật với vận tốc đầu o và góc ném 1 thỏa 1 0
ta ln có
900
1 góc ném thứ 2 thỏa 2
1 mà khi đó vật được ném cùng vận
v
tốc đầu 0 sẽ có cùng tầm xa với nhau. Kết quả này được kiểm chứng dựa vào
đồ thị chuyển động được vẽ bởi phần mềm Matlab như yêu cầu đề bài, bởi vì đồ
thị chuyển động của chúng giao nhau tại cùng 1 điểm x tại mặt đất (có độ cao là
0 m) chứng tỏ chúng có cùng 1 tầm xa.

KẾT LUẬN

Công dụng của phần mềm Matlab:
Matlab là phần mềm hỗ trợ với rất nhiều cơng dụng tính năng nhưng ở lần báo
cáo bài tập lớn này thì Matlab đã hỗ trợ rất nhiều trong việc tính tốn và vẽ đồ
thị bằng cách viết code. Sau khi tính tốn bằng tay, chúng em thiết lập các lệnh
code để cho Matlab thực hiện tính tốn vẽ đồ thị chuyển động và cuối cùng là
kiểm tra lại kết quả thực hiện bằng đồ thị mà Matlab đã vẽ.

15