Môn học vật lí 1 báocáobài tậplớn sử dụng matlab Để giải bài toán sau “vị trí của chất Điểm chuyển Động trong mặt phẳng oxy

MỤC LỤC Phần 1: ĐỀ TÀI Phần 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT Tóm tắt lí thuyết liên quan đến đề bài Phần 3: CÁC HÀM MATLAB VÀ CODE 1.Giới thiệu Matlab và các hàm sử dụng 2.Viết code hoàn chỉnh theo yê

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

✡ ✡

MÔN HỌC: VẬT LÍ 1 BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

Nhóm Sinh viên thực hiện : Nhóm 7 Lớp : L14

Khóa : k21

Hệ : Đại học chính quy

Tp Hồ Chí Minh, năm 2021

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG

✡ ✡

MÔN HỌC: VẬT LÍ 1 BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN

Nhóm Sinh viên thực hiện : Nhóm 7 Lớp : L14

Khóa : k21

Hệ : Đại học chính quy

DANH SÁCH THÀNH VIÊN

Nhận xét của giáo viên:

………

………

………

………

………

Ngày… tháng … năm 2021 Giáo viên chấm điểm

MỤC LỤC Phần 1: ĐỀ TÀI

Phần 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Tóm tắt lí thuyết liên quan đến đề bài

Phần 3: CÁC HÀM MATLAB VÀ CODE

1.Giới thiệu Matlab và các hàm sử dụng

2.Viết code hoàn chỉnh theo yêu cầu bài toán

Phần 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

1 Kết quả chạy code

2.Thảo luận, kiến nghị

3 Kết luận

ĐỀ TÀI: Xác định quỹ đạo của vật

1 Yêu cầu: Sử dụng Matlab để giải bài toán sau:

“Vị trí của chất điểm chuyển động trong mặt phẳng Oxy được xác định bởi vectơ bán kính .Cho trước các giá trị x0, y0 và φ, xác định quỹ đạo của vật?”

Phần 2: Cơ sở lí thuyết Quỹ đạo và phương trình quỹ đạo

a) Quỹ đạo: là đường mà một chất điểm vạch nên trong không gian suốt

quá trình chuyển động

b) Phương trình quỹ đạo: là phương trình biểu diễn mối liên hệ giữa

các toạ độ không gian của chất điểm

Các ví dụ: Quỹ đạo là đường thẳng : Phương trình có dạng:

Y=ax+b

Quỹ đạo là đường tròn: Phương trình có dạng: �2 + �2 = 1

Quỹ đạo là đường Elip, Phương trình có dạng:��22+��22 = 1

Phần 3: CÁC HÀM MATLAB VÀ CODE I.GIỚI THIỆU MATLAB VÀ CODE SỬ DỤNG

Khoa hoc và công nghệ có những bước tiến ro rệt, đến gần hơn với nhân loại, các bài toán ki thuật trở nên phưc tạp và cần nhiều thời gian để nghiên cưu làm

ro hơn, tư đó các ưng dụng tính toán thông minh ngày càng được ưng dụng để giải quyết các bài toán này MATLAB là một môi trường tính toán số và lập trình cho phép tính toán số với ma trận, vẽ đồ thị hàm số hay biểu đồ thông tin, thưc hiện thuật toán, tạo các giao diện người dùng và liên kết với những chương trình máy tính viết trên nhiều ngôn ngữ lập trình khác

Với thư viện Toolbox,MATLAB cho phép mô phỏng tính toán, thưc nghiệm

nhiều mô hình trong thưc tế và kỹ thuật

Với hơn 40 năm hình thành và phát triển, ngày nay với thiết kế sử dụng tương đối đơn giản và phô thông, MATLAB là công cụ tính toán hữu hiệu để giải quyết các bài toán kỹ thuật

Như vậy, đối với đề bài: “Vị trí của chất điểm chuyển động trong mặt phẳng Oxy được xác định bởi vectơ bán kính .Cho

trước các giá trị x0, y0và φ, xác định quỹ đạo của vật.” , ta có thể sử dụng các ưng dụng tính toán của MATLAB để giải quyết theo cách đơn giản và dễ hiểu nhất, giup các bạn làm quen và bô sung thêm kỹ năng sử dụng các chương trình, ưng dụng cho sinh viên

CÁC CODE SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI

·clc: xoá màn hinh làm việc

·clf : xoá đồ thị

·clear : xoá dữ liệu các biến

·input(‘ ’): nhập dữ liệu tư bàn phím

·mod(a,b) : lấy phần dư tư phép chia a/b

·syms : tạo ra biến chữ

· hàm (if end) : hàm điều kiện Trong trường hợp còn nhiều điều kiện nhỏ đi kèm thay vì xài thêm cặp lệnh(if end) ta thay = cặp lệnh (elseif {điều kiện})

trong trường hợp chỉ còn lại 1 điều kiện cần xét ta sử dụng lệnhelse là câu lệnh

·ismember: nếu phần tử trong A có xuất hiện trong B hay không và trả về giá

trị 0(false), 1(true) cách khai báo : L = ismember({mảng A},{mảng B})

·disp(‘’): xuất dữ liệu ra màn hình Cách nối 2 câu với nhau ta dùng thêm cặp

dấu ngoặc vuông vd:disp([‘A’,’B’])

·num2str: chuyển dữ liệu số à thành kiểu dữ liệu chữ

·exis equal : giới hạn trục x,y = với giá trị nhập vào về 2 phía âm và dương

·fplot(x, y, [t1,t2]) : vẽ đồ thị của hàm y theo hàm x với giá trị t chạy tư t1à t2.

·xlabel X : tên trục hoành

·ylabel Y: tên trục tung

PHẦN 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

QUÁ TRÌNH THỰC HIỆN

1.Lệnh matlab:

clc;

clf;

clear;

%nhap du lieu

x0=input('nhap he so x0');

y0=input('nhap he so y0');

phi=input('nhap goc phi');

phi = mod(phi, 2*pi);

syms t

x(t) = x0*cos(5*t);

y(t) = y0*cos(5*t + phi);

%xu li so lieu

if mod(phi, pi/2) == 0

if ismember(phi, [0, pi])

if phi==0

disp ("Quy dao duong thang");

disp (['voi phuong trinh y=',num2str(y0/x0),'x']);

elseif phi == pi

disp ("Quy dao duong thang");

disp (['voi phuong trinh y=-',num2str(y0/x0),'x']);

end

elseif x0 == y0

disp("Quy dao duong tron");

disp (['voi phuong trinh x^2 + y^2 = 1']);

else

disp("Quy dao duong elip");

disp(['voi phuong trinh x^2/',num2str(x0^2),' + y^2/',num2str(y0^2),'=1']) end

else

a= 2*cos(phi)/(x0*y0);

disp("Quy dao duong elip");

disp (['voi phuong trinh x^2/',num2str(x0^2),' + y^2/',num2str(y0^2),' -xy/',num2str(a),'=' num2str(sin(phi)*sin(phi))]);

end

%ve do thi

fplot(x, y, [0, 2*pi/5]);

axis equal

xlabel X

2.KẾT QUẢ CHẠY CODE:

⦁ Khi ta cho Xo,Yo,Phi lần lượt là 2,3, π/2 thì ta được quỹ đạo là 1 đường elip với phương trình �2 /4 + � 2 /9 = 1

⦁ Tương tư ví dụ trên, khi ta cho Xo,Yo,Phi lần lượt là 2,2, π/2 thì ta thu được quỹ đạo là 1 đường tròn với phương trình: �2 + � 2 = 1

⦁ Nếu ta cho Xo,Yo,phi lần lượt là 4,5,π thì ta thu được quỹ đạo là

đường thẳng với phương trình � =− �, ���

⦁ Lấy x0 và y0 tư ví dụ trên nhưng thay π =2π thì ta thu được quỹ đạo

là đường thẳng với phương trình

� = �, ���

⦁ Khi cho φ là một góc bất kì quỹ đạo chuyển động là một đường elip

với phương trình : thay φ = 3(rad), x0=2, y0=3 ta được phương trình:

3.THẢO LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

3.KẾT LUẬN

Như vậy, ta đã đi tư những vấn đề chung đến bài toán riêng khá phưc tạp đòi hỏi nhiều công việc tính toán với người giải quyết bài toán Tuy nhiên, với sư hỗ trợ của công cụ Matlab,việc giải quyết, khảo sát bài toán trở nên dễ dàng, sinh động và trưc quan hơn

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

https://en.wikipedia.org/wiki/Motion