BÁO cáo bài tập lớn môn vật lý 1 đề tài xác định quỹ đạo chuyển động ném xiên trong trọng trường bỏ qua lực cản và xác định một vài thông số liên quan

Bài toàn chuyển đong cuà vàt bi nểm xiển là mot bài toàn co tính ứngdung cào, thứờng gàp trong thức tể" nhứ: Nểm lào, đày tà, bà%n sung… - Trong chứờng trính Vàt ly đài cứờng A1, bài toà

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

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

BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN VẬT LÝ 1

2 Trương Thảo Trang 2115049

3 Phạm Hoàng Minh Trâm 2112477

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2021

MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH iii

DANH MỤC BẢNG BIỂU iv

TÓM TẮT 1

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT 4

CHƯƠNG 3 MATLAB 12

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN 13

4.1 Kết quả 13

4.2 Kết luận 14

TÀI LIỆU THAM KHẢO 15

PHỤ LỤC (nếu có) 16

DANH MỤC HÌNH ẢN

Hình 1.1………1Hình 1.2……… ……….2

DANH MỤC BẢNG BIỂ

Bảng 1.1……… ………1Bảng 1.2……… ……… ………….2

TÓM TẮT

Trái Đất tác dụng lực hấp dẫn lên mọi vật (cụ thể là trọng lực), ngay cả vật

bị ném lên cũng thế Hình ảnh các vệt pháo hoa cho ta thấy rõ điều này

Hình 1.1

Đề tài bài tập lớn của nhóm này chúng ta sẽ dựa vào cơ sở lý thuyết củachuyển động ném xiên để vẽ quỹ đạo chuyển động của vật trong trọngtrường bỏ qua lực cản Để làm được

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

Bài toàn chuyển đong cuà vàt bi nểm xiển là mot bài toàn co tính ứngdung cào, thứờng gàp trong thức tể" nhứ: Nểm lào, đày tà, bà%n sung…

- Trong chứờng trính Vàt ly đài cứờng A1, bài toàn chuyển đong cuà vàt

bi nểm xiển đứờc đứà vào chứờng trính, chứờng I Đong hoc chà"t điểm.Khi gàp bài toàn này sinh viển thứờng lung tung hày gàp kho khàn khigiài quyể"t no, đàc biểt là vời càc bài toàn thức tể" yểu cà3u sinh viển cà3nnà%m vứ4ng ly thuyể"t vể3 chuyển đong nểm xiển và linh hoàt trong càchgiài quyể"t bài toàn, trành tính tràng hoc vểt, hoc quà loà thí khi gàpnhiể3u dàng bài sể4 kho trong viểc giài bài

- Thời lứờng dành cho phà3n này thểo phàn pho"i chứờng trính khà ngà%nnhà"t là trong giài đoàn dich này phài hoc onlinể, thời giàn hoc đứờc rutngà%n đi rà"t nhiể3u: giàng viển ly thuyể"t phài trính bày hể"t noi dungChứờng I trong bà tiể"t hoc liể3n vời rà"t nhiể3u noi dung nển viểc tiể"p thuhể"t kiể"n thức trong mot là3n hoc là điể3u rà"t kho đo"i vời sinh viển Phà3nnoi dung càc chuyển đong cuà chà"t điểm trong chứờng I để3u nhiể3u vàkhà kho, chứà kể noi dung chuyển đong nểm đứờc chià thành hài dàng

đo là: chuyển đong nểm ngàng và chuyển đong nểm xiển Trong thức tể"thứờng khong đu thời giàn để hoc sinh hiểu và thà"m đứờc mot trứờnghờp chứ chứà noi để"n vàn dung thành thào cho cà hài trứờng hờp và càckhà nàng co thể xày rà

Chính ví vày, nhom ểm đà4 chon để3 tài này nhà7m muc đích giup càc bànhiểu sàu hờn bàn chà"t hiển tứờng vàt ly cuà bài toàn, gày hứng thu hoctàp cho càc bàn, đo3ng thời quà đo giup phàt hiển rà nhứ4ng phứờng phàpkhàc hày hờn để giài quyể"t bài toàn

1.2 Giới thiệu về đề tài

Ở9 bài tàp lờn này, nhom thức hiển noi dung “ Vể4 quy4 đào chuyển đongnểm xiển trong trong trứờng bo quà lức càn và xàc đinh mot vài thongso" liển quàn ’’ thong quà phà3n mể3m Màtlàb Đày là mot dàng bài toàn

khà quàn trong cuà phà3n Đong hoc chà"t điểm, xuà"t hiển trong nhiể3u bàitoàn thức tể" kho trong chứờng trính hoc…

Màtlàb là mot moi trứờng tính toàn so" và làp trính, đứờc thiể"t kể"

bời cong ty Màthwork MATLAB cho phểp tính toàn so" vời mà

tràn, vể4 giào diển ngứời dung và liển kể"t vời nhứ4ng chứờng trính

mày tính viể"t trển nhiể3u ngon ngứ4 làp trính khàc MATLAB giup

đờn giàn hoà viểc giài quyể"t càc bài toàn tính toàn kí4 thuàt so vời

càc ngon ngứ4 làp trính truyể3n tho"ng khàc nhứ C, C++ và Fortràn

Ví thể", viểc tím hiểu Màtlàb và ứng dung Màtlàb trong thức hành

bài tàp lờn này noi riểng và càc bài tàp lờn khàc noi chung là rà"t

quàn trong và co tính cà"p thiể"t cào đo"i vời moAi sinh viển Thong

quà bài bào cào này, chung tà sể4 tím hiểu ứng dung cuà MATLAB

trong vàt ly, cu thể là khào sàt chuyển đong nểm xiển bo quà lức

càn moi trứờng Đo3ng thời tím hiểu cong cu vể4 đo3 thi trong khong

giàn hài chiể3u để vể4 đo3 thi chuyển đong cuà vàt

Sàu đày là noi dung tím hiểu bài tàp lờn cuà nhom

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT

ĐỘNG LIÊN QUAN.

 Trong chuyển để3 chuyển đong vàt bi nểm co hài loài chuyển đong:

chuyển đong nểm ngàng và chuyển đong nểm xiển Cung nhà%c lài

kiể"n thức cuà chuyển đong nểm ngàng trứờc khi tím hiểu vể3

chuyển đong nểm xiển nhể !

2.1.1 Chuyển đong nểm ngàng

 Là chuyển đong nểm thểo phứờng ngàng vời vàn to"c ⃗v0vàt chí chiu tàc dung cuà trong lức.

- Theo phương ngang vật không chịu tác dụng của lực nào → theo Định

luật I Newton chuyển động của vật ném theo phương ngang là chuyển

động thẳng đều.

- Theo phương thẳng đứng vật chỉ chịu tác dụng của trọng lực → vật

chuyển động rơi tự do theo định nghĩa chuyển động rơi tự do.

Phương trình vận tốc chuyển động ném ngang :

Cách xây dựng phương trình quỹ đạo : từ (1) → t = v x

0 thay vào (2) →

phương trình quỹ đạo.

Các công thức của chuyển động ném theo phương ngang :

nểm) Vàt nểm xiển chí chiu tàc dung cuà trong lức

 Thức nghiểm chứng to rà7ng trong mot phàm vi khong lờn là%m,moi chà"t điểm để3u rời vời cung mot già to"c g thểo phứờng thàGngđứng hứờng xuo"ng dứời vời già tri khong đoi



2.1.2.2 Khào sàt quy4 đào chuyển đong nểm xiển

Tà sể4 khào sàt chuyển đong cuà mot chà"t điểm xuà"t phàt tứ mot điểm Otrển màt đà"t vời vểctờ vàn to"c bàn đà3u ( luc t=0 là ⃗v0 hờp vời màt nà7m

ngàng mot goc α (hình 1.2)

Chon màt phàGng hính vể4 là màt phàGng thàGng đứng chứà v0 ; đo cu4ng là màt phàGngchứà quy4 đào chà"t điểm, trong hể truc toà đo xOy Tài thời điểm t, chà"t điểm ờ vitrí L co toà đo x,y; co già to"c là vểctờ a⃗ = ⃗g , goi là già to"c trong trứờng, hày già to"c

rời tứ do, co đo lờn trung bính g=9.81m/s2 Xểt hể toà đo Dểcàrtểs xOy vời tructung co chiể3u dứờng hứờng lển trển, nểm mot vàt vời vàn to"c bàn đà3u bà7ng v0 hờpvời phứờng ngàng mot goc α tứ vi trí trung vời go"c toà đo Do vày, hài thành phà3n

cuà a⃗ trển hài truc là:

Thểo cong thức tính vàn to"c tà co thể viể"t (1.2) nhứ sàu:

v02cos α2 = v02−2 g yI hày y I=v02sin α2

 Trứờc tiển, chung tà sể4 cung nhà%c lài kiể"n thức cuà chuyển đongthàGng để3u và sứ rời tứ do

2.1.3.1 Chuyển đong thàGng để3u và rời tứ do

 Chuyển đong thàGng để3u

Chuyển đong thàGng để3u là chuyển đong co quy4 đào là đứờng thàGng và covàn to"c trung bính nhứ nhàu trển moi quà4ng đứờng

 Đứờng đi trong chuyển đong thàGng để3u

Trong chuyển đong thàGng để3u, đứờng đi s tí lể thuàn vời thời giàn chuyển đong t.

Tà co cong thức : s = v tb t = vt

 Sứ rời tứ do

Sự rơi tự do của các vật trong không khí :

Trong khong khí, càc vàt rời nhành hày chàm khong phài ví nàng nhể khàcnhàu mà lức càn cuà khong khí là nguyển nhàn làm cho vàt rời nhành hàychàm khàc nhàu

Sự rơi của các vật trong chân không (sự rơi tự do) :

Nể"u loài bo đứờc ành hứờng cuà khong khí thí moi vàt rời nhành nhứ nhàu

Sứ rời cuà càc vàt trong trứờng hờp này goi là sứ rời tứ do Hày rời tứ do(sứ rời cuà càc vàt trong chàn khong) là sứ rời chí dứời tàc dung cuà tronglức

2.1.3.2 Mo"i liển hể giứ4à nểm xiển và hài chuyển đong

Tứ thí nghiểm “Khảo sát quỹ đạo chuyển động ném xiên”, tà biể"t rà7ng

phứờng trính quy4 đào cuà vàt co dàng pàràbol

Bày giờ, nể"u tà hính dung rà7ng lức hà"p dàAn khong to3n tài, vày càu hoi đàt rà: vàt chuyển đong nhứ thể" nào? Tà dểA dàng trà lời đứờc càu hoi này nể"u

thày g = 0 vào phứờng trính (1), tà sể4 co phứờng trính chuyển đong :

x = v 0cosαt

y = v 0 sinαt

Có nghĩa vật chuyển động đều theo một đường thẳng.

Nhờ lài rà7ng mot vàt rời tứ do tứ toà đo (0,0) co phứờng trính chuyển đong:

x = 0

Tứ trển tà thà"y ro4 sứ đo3ng chà"t cuà chuyển đong thàGng để3u (2) và sứ rời tứ

do (3) trong chuyển đong pàràbol tong hờp (1)

Nguyên lý thí nghiệm

Đo"i tứờng khào sàt trong thí nghiểm là mot hon bi nho bà7ng kim loài, đứờc

tào vàn to"c v 0 nhờ sung lo xo nhứ hính 2 Goc bà%n bàn đà3u α co thể tuychính đứờc Màt khàc, tà trểo hon bi lờn bà7ng nàm chàm điển nà7m trểnđứờng thàGng kểo dài cuà nong sung Khi bàt cong tà%c bà%n viển bi nho lểnquy4 đào pàràbol, nàm chàm điển cu4ng đo3ng thời nhà viển bi lờn rà cho rời

tứ do

Viên bi nhỏ vừa bay thẳng vừa rơi tự do, cho nên tại thời điểm khi viên bi nhỏ bay ngang dưới nam châm điện, nó cũng đã “rơi” được một đoạn bằng đúng đoạn đường viên bi lớn đi được Sự va chạm giữa hai viên bi sẽ minh chứng cho khẳng định đó.

Tài thời điểm t khi xày rà và chàm, viển bi nho đàt đứờc tà3m xà thểo

CHƯƠNG 3 MATLAB

Chon truc ox chiể3u dứờng hứờng xuo"ng, goc O ờ vi tri bàn đà3u cuà 2 vàt

Tà co phứờng trính chuyển đong{x a=−v0t+1

2g t2

h0 = input('Nhàp do cào bàn dàu h0= ');

n = input('Nhàp thoi giàn vàt A roi chàm hon so voi vàt B n= ');

tA=sqrt(2*h0/g);

disp('Vàn toc cuà vàt A dể vàt A roi xuong chàm hon vàt B n giày là')v1=(g/2)*(tA+n)-h0/(tA+n)

fig_VàtA = plot(x,y,'ro','MàrkểrSizể',10,'màrkểrfàcểcolor','r');fig_VàtB = plot(x,y,'ro','MàrkểrSizể',10,'màrkểrfàcểcolor','b');

ểndểnd

CHƯƠNG 4 K ẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN

4.1 Kết quả

Hình 4.1 Kết quả chạy được từ cửa sổ command window.

-120 -100 -80 -60 -40 -20 0

Hình 4.2 Kết quả quỹ đạo chuyển động của chất điểm.

4.2 Kết luận

Xày dứng đứờc lứu đo3 giài thuàt để giài quyể"t mot bài toàn vàt ly Viể"t đứờc phứờng trính bà7ng “m filể” trong MATLAB để giài quyể"t bài toàn vàt ly đứờc đứà rà

Giài đứờc càc phứờng trính vàt ly bà7ng cong cu Symbolic và cong cu giài so" trong MATLAB

Phàn tích đứờc y nghí4à vàt ly cuà càc kể"t quà thu đứờc tứ phứờng trính

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] A L Garcia and C Penland, MATLAB Projects for Scientists and Engineers,

Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1996

[2] Vật lý đại cương A1

[3] Tài liệu hướng dẫn sử dụng MATLAB

[4] Bài giảng điện tử Vật lý đại cương A1 – T.S Nguyễn Minh Châu

[5] Bài giảng điện tử Vật lý đại cương A1 – T.S Lê Quang Nguyễn

h0 = input('Nhap do cao ban dau h0= ');

n = input('Nhap thoi gian vat A roi cham hon so voi vat B n= ');tA=sqrt(2*h0/g);

disp('Van toc cua vat A de vat A roi xuong cham hon vat B n giay la')v1=(g/2)*(tA+n)-h0/(tA+n)

end