đề tài vẽ quỷ đạo chuyển động ném xiên trong trọng trường bỏ qua lực cản và xác định vài thông số liên quan

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (413.9 KB, 15 trang )

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>ĐẠI HỌC QUỐC GIA</b>

<b>ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH</b>

<b>Giảng Viên : Nguyễn Trung Hậu</b>

<i><b><small>Thành phố Hồ Chí Minh –22/11/ 2023</small></b></i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>ĐẠI HỌC QUỐC GIA</b>

<b>ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH</b>

<b>BÀI TẬP LỚN MƠN VẬT LÝ 1</b>

<i><b><small>Thành phố Hồ Chí Minh – 22/11/2023</small></b></i>

<b>Sinh viên thực hiệnMã số sinh viên</b>

Trương Văn Thiện 2313252Ngyễn Văn Thoại 2313322Phạm Hồ Ái Thy 2313410Đõ Thành Trung 2313662Đặng Quang Việt 2313887Phạm Quốc Việt 2313901

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>1.LỜI MỞ ĐẦU</b>

-L i đ u tiên, chúng em xin g i l i c m n chân thành đ n Trời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường ầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường ửi lời cảm ơn chân thành đến Trường ời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường ảm ơn chân thành đến Trường ơn chân thành đến Trường ến Trường ười đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường ng Đ i h c Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đ a môn V t Lý 1 vào chại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Vật Lý 1 vào chương ọc Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Vật Lý 1 vào chương ư ật Lý 1 vào chương ươn chân thành đến Trường ng trình gi ng d y. Đ c bi t, chúng em xin g i l i c m n sâu s c đ n ảm ơn chân thành đến Trường ại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Vật Lý 1 vào chương ặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ửi lời cảm ơn chân thành đến Trường ời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường ảm ơn chân thành đến Trường ơn chân thành đến Trường ắc đến ến Trường gi ng viên b môn là ảm ơn chân thành đến Trường ộ môn là th y Nguy n Trung H uầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường ễn Trung Hậu ật Lý 1 vào chương đã gi ng d y, truy n ảm ơn chân thành đến Trường ại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Vật Lý 1 vào chương ền đ t cho chúng em nh ng ki n th c quý báu trong nh ng ngày qua. ại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Vật Lý 1 vào chương ững kiến thức quý báu trong những ngày qua. ến Trường ức quý báu trong những ngày qua. ững kiến thức quý báu trong những ngày qua. Trong su t th i gian tham gia l p h c c a cô, chúng em t th y b n ốt thời gian tham gia lớp học của cô, chúng em tự thấy bản ời đầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường ớp học của cô, chúng em tự thấy bản ọc Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Vật Lý 1 vào chương ủa cô, chúng em tự thấy bản ự thấy bản ấy bản ảm ơn chân thành đến Trường thân mình t duy h n, h c t p càng thêm nghiêm túc và hi u qu . ư ơn chân thành đến Trường ọc Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Vật Lý 1 vào chương ật Lý 1 vào chương ệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ảm ơn chân thành đến Trường Đây ch c ch n là nh ng tri th c quý báu, là hành trang c n thi t cho ắc đến ắc đến ững kiến thức quý báu trong những ngày qua. ức quý báu trong những ngày qua. ầu tiên, chúng em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường ến Trường chúng em sau này.

-Được sự phân công của giảng viên bộ môn, cùng với những kiến ự thấy bản c s phân công c a gi ng viên b môn, cùng v i nh ng ki n ủa cô, chúng em tự thấy bản ảm ơn chân thành đến Trường ộ môn là ớp học của cô, chúng em tự thấy bản ững kiến thức quý báu trong những ngày qua. ến Trường th c tích lũy đức quý báu trong những ngày qua. ược sự phân công của giảng viên bộ môn, cùng với những kiến c trong quá trình h c t p, chúng em xin trình bày bàiọc Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Vật Lý 1 vào chương ật Lý 1 vào chương báo cáo bài t p s 13 nàyật Lý 1 vào chương ốt thời gian tham gia lớp học của cô, chúng em tự thấy bản . Qua vi c th c hi n bài báo cáo này, nhóm ệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ự thấy bản ệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến chúng em đã bi t thêm r t nhi u ki n th c m i l và b ích. Do v n ến Trường ấy bản ền ến Trường ức quý báu trong những ngày qua. ớp học của cô, chúng em tự thấy bản ại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Vật Lý 1 vào chương ổ ích. Do vốn ốt thời gian tham gia lớp học của cô, chúng em tự thấy bản ki n th c c a chúng em v n còn h n ch nên m c dù đã c g ng h t ến Trường ức quý báu trong những ngày qua. ủa cô, chúng em tự thấy bản ẫn còn hạn chế nên mặc dù đã cố gắng hết ại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM đã đưa môn Vật Lý 1 vào chương ến Trường ặc biệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ốt thời gian tham gia lớp học của cô, chúng em tự thấy bản ắc đến ến Trường s c nh ng ch c ch n khó tránh kh i nh ng thi u sót. Kính mong cơ ức quý báu trong những ngày qua. ư ắc đến ắc đến ỏi những thiếu sót. Kính mong cô ững kiến thức quý báu trong những ngày qua. ến Trường xem xét, góp ý đ bài báo cáo c a chúng em để bài báo cáo của chúng em được hoàn thiện hơn. ủa cô, chúng em tự thấy bản ược sự phân công của giảng viên bộ môn, cùng với những kiến c hoàn thi n h n.ệt, chúng em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ơn chân thành đến Trường

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>2.TÓM TẮT BÁO CÁO</b>

-Trong cuộc sống, vật lý là một môn khoa học thực nghiệm gắn kết chặt chẽ với thực tế, nó có giải thích và nghiên cứu được hầu hết những hiện tượng bình thường. Những vật dụng xung quanh chúng ta như bóng đèn, bàn là, quạt điện, tủ lạnh, ti vi, nồi cơm điện... đều được tạo ra từ những nguyên tắc, quy luật của vật lý. Vì thế Vật lí đại cương là mơn học vơ cùng quan trọng và thực tiễn, không thể thiếu đến với sinh viên học tập và nghiên cứu trong lĩnh vực kĩ thuật. Môn học là tiền đề giúp sinh viên áp dụng kiến thức vào cuộc sống và áp dụng vào các mơn chun ngành sau này của mình. Học vật lý còn để rèn luyện tư duy và khả năng nhạy bén ápdụng vào thực tiễn. Chương Động học chất điểm, chúng ta sẽ được học về chuyển động của vật, về vị trí, vận tốc, gia tốc của vật.

-Bài cáo này là “Xác định quỹ đạo của vật”, là một trong những bài toán của Chương. Chúng em giải bài toán xác định quỹ đạo của chất điểm khi đã biết được sự thay đổi vị trí của chất điểm trong không gian Oxy được xác định bởi vecto bán kính cho trước.

-Nhóm em sẽ trình bày cơ sở lí thuyết cần thiết cho việc giải bài tốn trên và giới thiệu về các câu lệnh MATLAB mà nhóm đã dùng để xử lý yêu cầu đề bài đưa ra, thêm vào đó là hình ảnh minh họa về kết quả.

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>BẢNG MỤC LỤC</b>

1. Lời Mở Đầu ...3

2. Tóm Tắt Báo Cáo...4

3. Giới Thiệu Đề Tài ...6

4. Nội Dung Báo Cáo...7

4.1 Cơ Sở Lý Thuyết ……….7

4.2 Giới Thiệu Các Lệnh MATLAB Được Sử Dụng………11

4.3 Code MATLAB Giải Quyết Bài Toán………11

4.4 Kết Quả...13

4.5 Kết Luận...14

5. Tài Liệu Tham Khảo...

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>3.Giới Thiệu Về Đề Tài</b>

-Sử dụng Matlab để giải bài tốn sau:

“Một hịn đá được ném xiên lên từ mặt đất với vận tốc v<small>0 </small>= 15 m/s, có phương hợp 30<small>0</small> với phương ngang. Lấy g = 9,8m/s<small>2</small>. Tính bán kính quỹ đạo tại vị trí chạm đất. Vẽ quỹ đạo của vật. Bỏ qua mọi lực cản của khơng khí.”

-Xây dựng chương trình Matlab:

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

b) Thiết lập các phương trình tương ứng. Sử dụng các lệnh symbolic để giải hệ phương trình.

c) Vẽ quỹ đạo của vật.

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

<b>4.Nội Dung Báo Cáo4.1 Cơ Sở Lý Thuyết</b>

4.1.1 Định Nghĩa

-Chuyển động ném xiên là chuyển động của 1 vật được ném lên với vận tốc ban đầu là về hợp với phương ngang góc a (góc ném), vật ném xiên chịu tác dụng của trọng lực.

-Chuyển động ném xiên của vật bị ném có quỹ đạo là đường parabol

-Chọn hệ trục tọa độ Oxy, gốc tọa độ vật ném O, chuyển động ném xiên sẽnhư hình vẽ:

4.1.2 Phương trình chuyển động của vật ném xiên: a) Phương trình chuyển động của vật ném xiên :

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

Đi lên :

Đi xuống :

Quỹ đạo đi lên :

Quỹ đạo đi xuống :

Quỹ đạo ném xiên của vật cũng là đường parabol

b) Phương trình vận tốc của vật chuyển động ném xiên :Theo phương Ox :

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Theo phương Oy ( Đi Lên ) :

Theo phương Oy ( Đi Xuống ) :

Liên hệ giữa V<small>x </small>Và V<small>y</small> :

Độ lớn của vận tốc tại vị trí bất kỳ:

4.1.3 Công thức ném xiên :a) Thời gian chuyển động :

Thời gian vật đạt độ cao cực đại :

Thời gian vật từ độ cao cưc đại đến khi chạm đất :

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Thời gian của chuyển động ném xiên :

Vo - là vận tốc ban đầu của vật bị ném (đơn vị m/s)

h - là độ cao của vật so với vị trí ném - nếu vật ném tại mặt đất thì h = 0 (đơn vị m)

t - là thời gian của chuyển động (đơn vị m)

g - là gia tốc (g thường lấy bằng 10 m/s² tùy đề bài)

<b>4.2 Giới Thiệu Các Lệnh MATLAB Được Sử Dụng :</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>Tên lệnhÝ nghĩa</b>

trục y

Sử dụng Matlab để giải bài tốn sau:

4.3.1 Sơ đồ khối của bài toán :

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

<b>4.4 Kết Quả :</b>

Bán kính quỷ đạo tại vị trí chạm đất ;

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

Hình ảnh kết quả quỷ đạo của vật :

<b>4.5 Kết Luận</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

Thơng qua việc tìm hiểu và nghiên cứu đề tài này giúp chúng em có cái nhìn chi tiết hơn về việc ứng dụng kiến thức Vật lý đại cương vào giải quyết vấn đề thực tế. Đây là bài toán cổ điển trong Vật lý cho các thuật toán mơ hình hóa liên quan đến phương thức chuyển động. Đề tài đã được nhiều người nghiên cứu và giải quyết, nhưng hy vọng những nghiên cứu đánh giá của chúng em sẽ góp phần bổ sung thêm một hướng giải quyết cho bài tốn. Do thời gian có hạn nên đề tài khơng tránh khỏi những sai sót, mong thầy cơ góp ý, đánh giá giúp chúng em hồn thiện đề tài.

Đoạn Code sử cho đề bài :<small>close all;</small>

<small>g = input('Nhập độ lớn của gia tốc trọng trường g (m/s^2)= '); alpha = input('Nhập góc alpha hợp với phương ngang alpha (độ)= ');</small>

<small>v_0 = input('Nhập tốc độ ban đầu v_0 (m/s)= '); </small>

<small>%Do khi chạm đất vật hợp với trục x góc alpha và với v ban đầua_n = g*cosd(alpha); %Gia tốc hướng tâm</small>

<small>ans = sprintf('r = %g (m)',r);disp(ans); %In ra bán kính cong </small>

<small>x_1 = v_0 * cosd(alpha) * t; %x khi ném phảiy = v_0 * sind(alpha) * t - 1/2 * g * t^2; x_2 = -x_1; %x khi ném trái</small>

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

<small>fplot(x_2,y,[0 t_max*2],'g','Linewidth',3); %Vẽ đồ thị ném tráihold on %Giữ lại đồ thị ném trái</small>

<small>fplot(x_1,y,[0 t_max*2],'r','Linewidth',3); %Vẽ đồ thị ném phảiaxis([-x_max*1.1 x_max*1.1 0 y_max*1.1]); %Tỉ lệ khung rộng hơn%Tên trục</small>

<small>xlabel('x (m)'); ylabel('y (m)');title('Quỹ đạo');</small>

<small>legend('Throw Left','Throw Right'); %Tên đồ thịgrid on %Bật lưới</small>