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

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TÊN ĐỀ TÀI Vẽ quỹ đạo chuyển động ném xiên trọng trường bỏ qua lực cản xác định vài thơng số liên quan LỚP L32 NHĨM 14 GVHD:Nguyễn Trung Hậu ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TÊN ĐỀ TÀI Vẽ quỹ đạo chuyển động ném xiên trọng trường bỏ qua lực cản xác định vài thơng số liên quan Nhóm 14: Nguyễn Phú Tiền Phạm V Văn Bá Lê Thùy Phùng C Mục lục Lời cảm ơn LỜI MỞ ĐẦU Chương 1: Mở đầu Tên đề tài: Yêu cầu Nhiệm vụ Chương 2:Cơ sở lí thuyết 2.1 Phương trình chuyển động: 2.2 Vecto vận tốc 2.3 Vecto gia tốc 2.4 Phương trình chuyển động Chương 3:Chương trình Matlab 3.1 Đoạn code 3.2 Kết 10 3.3 Các lệnh Matlab sử dụng 11 Chương 4: Kết luận 12 Lời cảm ơn Lời cảm ơn cho em gửi đến thầy cô giảng dạy trường Đại học Bách Khoa, đặc biệt thầy Nguyễn Trung Hậu thầy Nguyễn Phúc Thiện truyền dạy cho em nhiều kiến thức hay, có ích để em hồn thiện thân có thêm nhiều kiến thức sống Nhờ có thầy mà em xây dựng hồn thành báo cáo cách xuất sắc Trong trình học tập vừa qua, với thời gian ngắn ngủi kiến thức cịn nhiều thiếu sót em, em mong thầy bỏ qua tạo điều kiện tốt cho em để em hoàn thành báo cáo tập lớn Em xin chân thành cảm ơn! LỜI MỞ ĐẦU MATLAB mơi trường tính tốn số lập trình, thiết kế cơng ty MathWorks MATLAB cho phép tính tốn số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thông tin, thực thuật toán, tạo giao diện người dùng liên kết với chương trình máy tính viết nhiều ngơn ngữ lập trình khác MATLAB giúp đơn giản hóa việc giải tốn tính tốn kĩ thuật so với ngơn ngữ lập trình truyền thống C, C++, Fortran MATLAB sử dụng nhiều lĩnh vực, bao gồm xử lý tín hiệu ảnh, truyền thông, thiết kế điều khiển tự động, đo lường kiểm tra, phân tích mơ hình tài chính, hay tính tốn sinh học Với hàng triệu kĩ sư nhà khoa học làm việc môi trường công nghiệp môi trường hàn lâm, MATLAB ngôn tính tốn khoa học ngữ Trong báo cáo này, với đề tài giao, nhóm chúng em cố gắng ứng dụng thuật toán MATLAB để hồn thành cách ngắn gọn, súc tích xác Chương 1: Mở đầu Giới thiệu đề tài Tên đề tài: Vẽ quỹ đạo chuyển động ném xiên trọng trường bỏ qua lực cản xác định vài thông số liên quan Yêu cầu Sử dụng Matlab để giải toán sau: “Từ độ cao 20 m so với mặt đất, người ta ném thẳng đứng vật A với vận tốc v o, đồng thời thả rơi tự vật B Bỏ qua sức cản khơng khí Tính v o để vật A rơi xuống đất chậm giây so với vật B vẽ hình Lấy g =10m/s2.” Nhiệm vụ Xây dựng chương trình Matlab: Nhập giá trị ban dầu (những đại lượng đề cho) Thiết lập phương trình tương ứng Sử dụng lệnh symbolic để giải hệ phương trình Vẽ hình Chương 2:Cơ sở lí thuyết Vị trí chất điểm M khơng gian xác định vecto bán kính hệ tọa độ Descartes: Với hệ tọa độ Descartes: 2.1 Phương trình chuyển động: Khi chất điểm M chuyển động, vecto vị trí thay đổi theo thời gian: Các phương trình gọi phương trình chuyển động 2.2 Vecto vận tốc Vecto vận tốc đạo hàm vecto vị trí theo thời gian, có gốc đặt điểm chuyển động, phương tiếp tuyến với quỹ đạo điểm đó, chiều chiều chuyển động có độ lớn Trong hệ tọa độ Descartes 2.3.Vecto gia tốc Vectơ gia tốc chất điểm đạo hàm vectơ vận tốc theo thời gian Trong hệ tọa độ Descartes ta có: 2.4.Phương trình chuyển động ném xiên Đặt gốc tọa độ mặt đất, chiều dương hướng lên Chuyển động rơi tự do: Chuyển động vật ném thẳng đứng lên: Chương 3:Chương trình Matlab 3.1 Đoạn code function BTL_Vatly1_Nhom14 clc ; clear all; close all; g = input('Nhap gia toc truong : '); h = input('Nhap cao ban dau : '); disp('xA = - v0*tA + 0.5*g*tA^2'); disp('xB = 0.5*g*tB^2'); syms t ; tB = sqrt(2*h/g); clear i t ; disp(['Ta co : xB = ',num2str(h), '=> tB= ',num2str(tB),'(giay)'] ); tA = tB + ; disp(['Vat A roi xuong dat cham hon vat B giay => tA = tB + = ', num2str(tA), '(giay)']); syms v ; v0 = solve( -v*tA + 0.5*g*tA^2 ==h , v); a=vpa(v0,6); clear v ; disp('v0 = ');disp(a); % Nhap du lieu vao : v01 = ; v02 = v0 ; t = 0; dt = 0.01; %% Tao vat va he truc : x1 x2 y1 y2 = = = = 0 h h ; ; ; ; figure('color','white','numbertitle','off'); hold on fig_Vat1 = plot(x1,y1,'ro','MarkerSize',10,'markerfacecolor','r'); fig_Vat2 = plot(x2,y2,'ro','MarkerSize',10,'markerfacecolor','b'); ht = title(sprintf('t = %0.2f s',t)); axis equal axis([-20 20 -1 100]); % Tinh toan va bieu dien : while (y1 > || y2 > 0) t = t + dt ; a = -g ; v01 = v01 + a*dt; v02 = v02 + a*dt; if y1 < y1 = ; continue ; else y1 = y1 + v01*dt + 0.5*a*((dt)^2); end if y2 < y2 = 0; break; else y2 = y2 + v02*dt +0.5*a*((dt)^2); end set(fig_Vat1,'xdata',x1,'ydata',y1); set(fig_Vat2,'xdata',x2,'ydata',y2); set(ht , 'string' ,sprintf('t = %0.2f s',t)); pause(0.0002); end end 3.2 Kết Nhập độ cao ban đầu h = 20, gia tốc trọng trường g = 10 m/s^2 Hình 3.3.1: Kết ví dụ ( Nguồn: Hình ảnh trình thực hiện) Hình 3.3.2: Kết ví dụ (Nguồn: Hình ảnh q trình thực hiện) 3.3 Các lệnh Matlab sử dụng Lệnh function syms Ý nghĩa Tạo hàm mới, tên tập tin hàm Khai báo biến 10 Input disp figure Nhập giá trị cho biến In kết hình Tạo cửa sổ hình ảnh đồ thị Plot set while axis pause title If….end solve Vẽ đồ thị Tạo chuyển động trện đồ thị Lặp lại câu lệnh thỏa điều kiện cho trước Giới hạn pham vi khảo sát Tạm dừng chương trình Đặt tên cho đồ thị Thực câu lệnh với điều kiện cho trước Giải phương trình Chương 4: Kết luận Viết chương trình "m file" MATLAB để giải toán vật lý đưa Giải phương trình vật lý cơng cụ Symbolic cơng cụ giải số MATLAB Phân tích ý nghĩa vật lý kết thu từ chương trình Tài liệu tham khảo: [1] Vật Lý Đại Cương A1 Bài Tập Vật Lý Đại Cương A1 [2] Matlab lí thuyết ứng dụng (giảng viên: Hồng Xn Dương) 11 ... QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN TÊN ĐỀ TÀI Vẽ quỹ đạo chuyển động ném xiên trọng trường bỏ qua lực cản xác định vài thơng số liên quan Nhóm 14: Nguyễn Phú... quỹ đạo chuyển động ném xiên trọng trường bỏ qua lực cản xác định vài thông số liên quan Yêu cầu Sử dụng Matlab để giải toán sau: “Từ độ cao 20 m so với mặt đất, người ta ném thẳng đứng vật A... Trong báo cáo này, với đề tài giao, nhóm chúng em cố gắng ứng dụng thuật tốn MATLAB để hồn thành cách ngắn gọn, súc tích xác Chương 1: Mở đầu Giới thiệu đề tài Tên đề tài: Vẽ quỹ đạo chuyển động