ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÍ 1 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 GV[.]
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA BÁO CÁO LỚN VẬT LÍ BÀI TẬP 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: Ths Nguyễn Ngọc Quỳnh Ths Nguyễn Minh Châu Nhóm: 10 Danh sách thành viên Đặng Hải Minh Tâm Trần Minh Quân Huỳnh Thanh Tâm Huỳnh Trần Nhật Quang Nguyễn Thị Thanh Tâm Lớp: L02 MỤC LỤC I II III 2 Danh mục hình ảnh Đề tài Tóm tắt Chương 1: Mở đầu Lý chọn đề tài Giới thiệu sơ đề tài Chương 2: Cơ sở lý thuyết Định nghĩa Phương trình chuyển động vật ném xiên Công thức ném xiên Một số lệnh Matlab sử dụng toán Đoạn code Matlab toán Kết Kết Luận V Phụ lục 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 tốn sau: “Một hịn đá ném xiên lên từ mặt đất với vận tốc v0 = 15 m/s, có phương hợp 300 với phương ngang Lấy g = 9,8m/s2 Tính bán kính quỹ đạo vị trí chạm Vẽ quỹ đạo vật Bỏ qua lực cản khơng khí.” Điều kiện: Sinh viên cần có kiến thức lập trình MATLAB Tìm hiểu lệnh Matlab liên quan symbolic đồ họa 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 quỹ đạo vật Chú ý: Sinh viên dùng cách tiếp cận khác Tài liệu tham khảo: A L Garcia and C Penland, MATLAB Projects for Scientists and Engineers, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1996 http://www.algarcia.org/fishbane/fishbane.html DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Chuyển động ném xiên Hình 2: Sơ đồ khối Hình 3: Bán kính quỹ đạo vị trí chạm Hình 4: Quỹ đạo vật DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Các lệnh Matlab sử dụng toán TĨM TẮT Mục đích báo cáo: Báo cáo kết tập cho giảng viên Ghi chép lại q trình giải tập nhóm Ý nghĩa toán: Bài toán cho ta thấy quỹ đạo chuyển động chất điểm thơng qua phương trình chuyển động Từ ta xác định vài thơng số liên quan như: vị trí, bán kính cong quỹ đạo, vận tốc, tầm xa ……) chuyển động thời điểm Hướng giải tập họa) Ôn lại kiến thức cần thiết chương “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” Vật lý Tìm hiểu lập trình phần mềm Matlap (các lệnh, hàm symbolic đồ Giải tốn Matlap Chạy chương trình chỉnh sửa lại sai sót Viết báo cáo Word Micorosoft CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU 1) Lý chọn đề tài: Bài toán chuyển động ném xiên toán ứng dụng cao thường gặp nhiều thực tế như: ném tạ, ném lao, bắn súng, ném đá,……Khi vật chịu tác dụng trọng lực (lực hút Trái Đất hay gọi lực hút trọng trường) Trong chuyển động ném xiên thế, lực ban đầu làm cho vật lên cao vị trí ném rơi xuống chạm đất Việc tìm phương thức giải đáp cho tượng chuyển động ném xiên vật chịu tác dụng trọng lực bỏ qua lưc cản môi trường cách thức ứng dụng phần mềm Matlab để mô tả quỹ đạo, giải toán liên quan đến đến chuyển động ném xiên lý hình thành nên đề tài nhóm chúng em 2) Giới thiệu sơ đề tài Từ toán mơ tả chuyển động ném xiên hịn đá trường hợp bỏ qua lực cản không khí, ta sử dụng phần mềm Matlab để: Xác định bán kính quỹ đạo vị trí chạm Vẽ quỹ đạo vật CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Định nghĩa: Chuyển động ném xiên chuyển động vật ném với vận tốc ban đầu v0 hợp với phương ngang góc α (góc ném), vật ném xiên chịu tác dụng trọng lực Chuyển động ném xiên có quỹ đạo đường parabol Chọn hệ trục tọa độ Oxy, gốc tọa độ vật ném O, chuyển động ném xiên hình sau: Hình 1: Chuyển động ném xiên vật Phương trình chuyển động vật ném xiên: 2.1 Phương trình chuyển động vật ném xiên: x = vx.t = (v0.cosα).t Đi lên: y = v0 sinα.t - 2gt2 2gt Đi xuống: y = Quỹ đạo lên: y = (2Vo2 cos2 α − 2.2 o o g g ¿ x2+ x.tanα ¿ Quỹ đạo xuống: y = = (2Vo2 cos2 α x2 Quỹ đạo chuyển động ném xiên đường parabol Phương trình vận tốc ném xiên: Theo phương Ox: vx = v0.cosα Theo phương Oy: Đi lên: vy = v0.sinα - gt Đi xuống: vy = gt Vy Liên hệ vx vy: tanα = Vx Độ lớn vận tốc vị trí bất kỳ: v = Công thức ném xiên 3.1 Thời gian chuyển động v0 sinα √v2x+ v2y Thời gian vật có độ cao cực đại: t1= Thời gian vật từ độ cao cực đại đến chạm đất: t 2= Thời gian chuyển động ném xiên: t = t1 + t2 3.2 Độ cao cực đại H= v2 sin2 α + g √ 2.(H + h) g h g 3.3 Tầm ném xa L =v0.cosα.(t1+t2) = + v02 sin 3.4 Các đại lượng: v0.cosα g √ 2.(H + h) g H – độ cao cực đại (đơn vị m) α L – tầm xa vật (đơn vị m) – góc ném hay góc hợp véc tơ vận tốc v0 phương ngang (đơn vị độ ) v0 – vận tốc ban đầu vật bị ném (đơn vị m/s) h – độ cao vật so với vị trí ném – vật ném mặt đất h=0 (đơn vị m) t – thời gian chuyển động (đơn vị m) g – gia tốc trọng trường (g thường lấy 10 m/s2 tùy đề bài) CHƯƠNG 3: MATLAB Giới thiệu lệnh Matlab sử dụng: Tên lệnh Ý nghĩa Bảng 1: Các lệnh Matlab sử dụng toán Giải toán sơ đồ khối Bài tốn: “Một hịn đá ném xiên lên từ mặt đất với vận tốc v0=15 m/s, có phương hợp 300 với phương ngang Lấy g = 9,8 m/s2 Tính bán kính quỹ đạo vị trí chạm Vẽ quỹ đạo vật Bỏ qua lực cản khơng khí.” Dùng Matlab để: o Xác định bán kính quỹ đạo o Vẽ quỹ đạo vật CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ KẾT LUẬN Kết quả: Bán kính quỹ đạo vị trí chạm: Quỹ đạo vật: Kết luận: Nhóm hồn thành toán giáo viên cho với đề tài: Vẽ quỹ đạo chuyển động ném xiên trọng trường bỏ qua lực cản xác định vài thông số liên quan Thơng qua đề tài nhóm em có nhìn rõ ràng việc ứng dụng kiến thức Vật lý đại cương vào vấn đề thực tế Đây toán chuyển động cổ điển Vật lý, với đề tài nhiều người nghiên cứu , giải hy vọng với nghiên cứu đánh giá chúng em góp phần bổ sung thêm hướng giải cho dạng toán chuyển động ném xiên TÀI LIỆU THAM KHẢO L Garcia and C Penland, MATLAB Projects for Scientists and Engineers, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1996 http://www.algarcia.org/fishbane/fishbane.html Vật lí đại cương A1, Bài tập Vật lí đại cương A1 Tài liệu hướng dẫn sử dụng Matlab PHỤ LỤC