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

Yêu cầuSử dụng Matlab để giải bài toán sau:“Hai vật được ném lên từ mặt đất với cùng vận tốc ban đầu v.. Sử dụng các lệnh symbolic để giải hệ phương trình.Xuất kết quả ra màn hình.3 Vẽ h

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINHTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TP HCM, 11/2022

NỘI DUNG ĐỀ TÀI

Bài tập 16: Vẽ quỹ đạo chuyển động ném xiên trong trọng trường bỏ qua lực cản và xác định một vài thông số liên quan.

1 Yêu cầu

Sử dụng Matlab để giải bài toán sau:

“Hai vật được ném lên từ mặt đất với cùng vận tốc ban đầu v Coi trọng trường trái 0

đất là đều và bỏ qua sức cản không khí Với góc ném α (góc này là đại lượng được 1

nhập vào ở mỗi lần chạy matlab) cho trước, tìm góc ném α để 2 vật có cùng tầm ném 2

xa?” 2 Điều kiện

1) Sinh viên cần có kiến thức về lập trình cơ bản trong MATLAB 2) Tìm hiểu các lệnh Matlab liên quan symbolic và đồ họa 3 Nhiệm vụ

Xây dựng chương trình Matlab:

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

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

Xuất kết quả ra màn hình.

3) Vẽ hình quỹ đạo của vật tương ứng với 2 góc ném 4) 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

i

TÓM TẮT BÀI BÁO CÁO

Trình bày thật cô đọng nội dung và kết quả của công việc mà đề tài thực hiện trong khoảng 10 đến 20 dòng Các bạn trình bày bài báo cáo theo mẫu nhé.

LỜI CÁM ƠN

Đầu tiên chúng em cảm ơn trường đại học Bách Khoa – Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh đã đưa Vật Lí 1 vào chương trình giảng dạy cho sinh viên năm nhất, đây là môn học giúp chúng em rèn luyện khả năng tư duy, phân tích các tình huống gần giống với thực tiễn, cùng với khối kiến thức gần gũi với đời sống hàng ngày giúp chúng em dễ dàng tiếp thu và có cơ hội ứng dụng vào việc giải quyết các vấn đề thường gặp một cách hiệu quả Chúng em cũng xin cảm ơn cô Lê Như Ngọc – người đã rỡ rối những thắc mắc của chúng em trong giờ bài tập Vật Lí 1, cô không chỉ không giúp chúng em giải bài tập mà qua mỗi bài cô còn cung cấp những thông tin thực tế liên quan đến bài toán, giúp chúng em ghi nhớ bài tốt hơn

Được sự phân công của giảng viên bộ môn, cùng với những kiến thức tích lũy được trong quá trình học tập, chúng em xin trình bày bài báo cáo bài tập số 16 Qua việc thực hiện bài báo cáo này, nhóm chúng em đã biết thêm nhiều kiến thức mới lạ và bổ ích Do vốn kiến thức của chúng em vẫn còn hạn chế nên dù đã cố gắng hết sức nhưng chắc chắn khó tránh khỏi những thiếu sót Kính mong cô xem xét, góp ý để bài báo cáo của chúng em được hoàn thiện hơn

Chúng em xin chân thành cảm ơn!

iii

MỤC LỤC

NỘI DUNG ĐỀ TÀI i

TÓM TẮT BÀI BÁO CÁO ii

LỜI CẢM ƠN iii

MỤC LỤC iv

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Logo trường 1 Hình 1.2 Sơ đồ thực hiện 2

v

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Cách định dạng lề giấy 1 Bảng 2.2 Tóm tắt các kiểu định dạng (style) cho các đề mục 2

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU:

1.1.Cấu trúc bài báo cáo

1 Bìa: bằng giấy màu

2 Phụ bìa: bằng giấy A4 thông thường (theo mẫu riêng cho từng loại đề tài) 3 Tóm tắt bài báo cáo

4 Lời cảm ơn 5 Mục lục

6 Danh mục bảng/ hình … (nếu có nhiều hơn 1 bảng/ hình… ) 7 Nội dung báo cáo tổng kết (chương 1,…)

8 Danh mục tài liệu tham khảo 9 Phần phụ lục (nếu có)

1.2.Hình thức trình bày Báo cáo tổng kết

1.2.1 Về soạn thảo văn bản

Báo cáo tổng kết phải được trình bày ngắn gọn, rõ ràng, mạch lạc, sạch sẽ, không tẩy xóa, không có lỗi chính tả, lỗi đánh máy Văn bản phải được đánh máy vi tính trên hệ soạn thảo Microsoft Word, sử dụng Bảng mã Unicode và kiểu chữ Times New Roman 1.2.2 Số trang bài báo cáo

Báo cáo tổng kết phải được in trên một mặt giấy khổ A4 (210x297mm), độ dày của báo cáo (không kể phần mục lục, danh mục tài liệu tham khảo và phụ lục) từ 15 đến 30 trang đối với bài tiểu luận, số trang này chỉ tính cho phần nội dung.

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÍ THUYẾT:

2.1.Cơ sở lý thuyết:

Bài toán sử dụng cơ sở lí thuyết động học chất điểm trong hệ trục toạ độ Oxy Phần kiến thức liên quan chủ yếu nằm trong chương 1 “ĐỘNG HỌC CHẤT ĐIỂM” của giáo trình Vật Lý Đại Cương A1.

2.2 Chuyển động ném xiên

Chuyển động ném xiên là chuyển động của một vật được ném lên với vận tốc ban đầu hợp với phương ngang một góc α (gọi là góc ném) Vật ném xiên chỉ chịu tác 0

dụng của trọng lực.

Hình 2.2.1 Chuyển động ném xiên

2.2.1 Phương trình vận tốc của chuyển động ném xiên

Theo phương Ox: v = vx0cosα Theo phương Oy: v = v sinα – gty0

Vận tốc tại một thời điểm v= vx2 vy2

2.2.2 Phương trình chuyển động, phương trình tọa độ của chuyển động ném xiên

Quỹ đạo: y=xtan - 0

CHƯƠNG 3 GIẢI BÀI TOÁN BẰNG PHẦN MỀM MATLAB:

3.1 Giải bài toán bằng sơ đồ khối:

4

3.2.Giới thiệu các lệnh Matlab được sử dụng:Tên lệnhÝ nghĩaVí dụ close all,

clear, clc

Xóa nội dung hiển thị trên Command Window sau mỗi lần chạy

syms Khai báo biến Syms a, t; input Khai báo biến là giá trị được nhập

vào từ bàn phím

plot Vẽ đồ thị với các trục quy định plot ( x, y, [t1,t2]): vẽ đồ thị với trục x, trục y, biến t chạy từ giá trị t1 đến t2

xlabel: Đặt tên cho trục X xlabel(‘Truc Ox’); ylabel Đặt tên cho trục Y ylabel(‘Truc Oy’);

subs Thay thế giá trị cũ thành giá trị mới subs (f, x, a): thay a bằng x vào hàm f

fprintf In ra màn hình chuỗi kí tự fprintf(‘ toi la co dong bach khoa’)

disp(x) Trình bày nội dung của biến (x) ra màn hình.

x=9,5; disp(x): xuất ra màn hình giá trị 9,5

grid('on') Tạo lưới cho đồ thị

single Các biến đơn được lưu trữ dưới

dạng các giá trị dấu phẩy động 4 byte (32 bit) của loại dữ liệu (lớp) đơn.

Solve Giải tìm nghiệm của bài toán tối ưu hóa hoặc bài toán phương trình.

Legend Tạo chú giải cho các nhãn mô tả cho từng chuỗi dữ liệu được vẽ

%f Định dạng như giá trị số thực dấu phẩy động format

Loại bỏ cái dòng trống thừa trên Command Window khi nhập dữ liệu từ bàn phím

a1=input('Goc nem ban dau a1 = '); v0=input('Gan toc ban dau v0 = '); % Viet cac phuong trinh can dung syms a t

vx = v0*cos(a/180*pi);

6

% Tinh thoi gian chuyen dong

t1 = single(solve(x1 == subs(L, a, a1), t)); x2 = subs(x, a, a2);

y2 = subs(y, a, a2);

% Tinh thoi gian chuyen dong

t2 = single(solve(x2 == subs(L, a, a2), t));

fprintf(',de co cung tam xa goc nem a2 = %f', a2); %ve do thi theo 2 goc nem

legend('Do thi theo goc nem alpha 1','Do thi theo goc nem alpha 2');

3.4 Kết quả giải bài toán bằng phần mềm Matlab:

Hình 3.4.2 Quỹ đạo ứng với góc ném α =30° và góc ném α12=60°

Hình 3.4.3 Quỹ đạo ứng với góc ném α =60° và góc ném α12=30°

Hình 3.4.4 Quỹ đạo ứng với góc ném α =47° và góc ném α12=43°

10

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN:

- Đề tài này đã hỗ trợ xác định quỹ đạo của vật và giúp ta vẽ được quỹ đạo

của vật ném xiên trong trọng trường bỏ qua lực cản Đồng thời xác định được các đại lượng liên quan Với phương pháp sử dụng phần mềm Matlab có thể giúp thuận tiện và dễ dàng hơn trong việc giải các bài toán tương tự mà không cần giải trực tiếp bằng tay và giúp chúng ta có cái nhìn trực quan hơn.

-Nhóm đã hoàn thành bài toán của giáo viên giao cho với 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”.

-Kết quả hiển thị trên Matlab đúng với dự tính

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] https://www.mathworks.com/help/matlab/ref/diff.html

[2] A L Garcia and C Penland, MATLAB Projects for Scientists and Engineers, Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, 1996

[3] Sách “Vật lý đai cương A1”- Đại học Bách khoa TP HCM [4] Sách “Bài tập vật lý A1”- Đại học Bách khoa TP HCM

12