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 t.
Trang 1ĐẠI 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
Trang 2ĐẠI 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 Hoàng Giang
Trần Anh Tú
Lớp: A01 Nhóm số: 1 Danh sách thành viên:
4 Lê Duy 2110920
Tp HCM, 20/12/2021
Trang 3MỤC 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
Trang 4I.TÓM TẮT BÀI BÁO CÁO
ĐỀ BÀI:
Một hòn 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
𝑣1
𝑣2 = √𝑣𝑜2+(𝑔𝑡1) 2
√𝑣𝑜2+(𝑔𝑡2) 2 = √152+(9,8.1)2
√15 2 +(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
Tại 𝑡 = 1𝑠 {
𝑣𝑥 = 15𝑚/𝑠
𝑣𝑦 = 9,8𝑚/𝑠
𝑣 = 17,918𝑚/𝑠 𝑠𝑖𝑛 = 𝑣𝑦
𝑣 = 9,8
17,918 𝑐𝑜𝑠 = 𝑣𝑥
𝑣 = 15
17,918
{ 𝑎𝑡 = 𝑔𝑠𝑖𝑛 = 9,8.9,8
17,918= 5,36 𝑚/𝑠2
𝑎𝑛 = 𝑔𝑐𝑜𝑠 = 9,8.15
17,918 = 8,204 𝑚/𝑠2
Trang 5II.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
+ Theo trục Ox:{
𝑣𝑥 = 𝑣𝑜
𝑎𝑥 = 0
𝑥 = 𝑣𝑜𝑡 + Theo trục Oy:{
𝑣𝑦 = 𝑔𝑡
𝑎𝑦 = 𝑔
𝑦 = 1
2𝑔𝑡
+ Phương trình chuyển động:{𝑥 = 𝑣0𝑡
𝑦 =𝑔𝑡2
2
+ Phương trình quỹ đạo: 𝑦 =𝑔𝑥2
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 một độ cao h và được xác định: 𝑦 = 1
2𝑔𝑡2 = ℎ𝑡 = √2ℎ𝑔 + Tầm xa: 𝐿 = 𝑥𝑚𝑎𝑥 = 𝑣𝑜𝑡 = 𝑣𝑜√2ℎ𝑔
Trang 6III.MATLAB
1.Nhập code
Hình 3.1 code trên trang chính
Hình 3.2 Kết quả chạy được từ cửa sổ Command Window
Trang 7Hình 3.3 Quĩ đạo chuyển động của vật
2 Nhận xét kết quả thu được
_ In ra màn hình được kết quả tính toán thỏa mãn yêu cầu đề bài và giải quyết bài toán 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 toàn 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
Trang 8IV.DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1 3
Hỉnh 3.1 4
Hình 3.2 4
Hình 3.3 5
Trang 9V.TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Lý thuyết chuyển động ném ngang:
https://hayhochoi.vn/cac-dang-bai-tap-chuyen-dong-nem-ngang-nem-xien-tu-do-cao-h-co-loi-giai-vat-ly-10-bai-15.html
2 Video thí nghiệm chuyển động ném ngang:
https://www.youtube.com/watch?v=hgnqK5I1y-A
3 Video khảo sát chuyển động ném ngang:
https://www.youtube.com/watch?v=7FwIOo3F8OM
Trang 10VI.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)')
Trang 11LỜI 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 môn 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 Hoàng 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 hoàn thành tốt bài tập lớn này
Chúng em xin chân thành cảm ơn Thầy rất nhiều