lOMoARcPSD|47207367 lOMoARcPSD|47207367 ĐẠI HỌC QU C ỐỐ GIA THÀNH PH ỐỐ HỐ Ồ CHÍ
MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN VẬT LÝ A1 ĐỀ TÀI 5
“Vẽ quỹ đạo của vật theo phương trình chuyển động”
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Ths. Nguyễn Ngọc Quỳnh
Thầy Nguyễn Đình Quang LỚP: L16 NHÓM: 5 lOMoARcPSD|47207367
TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2021 lOMoARcPSD|47207367
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN MÔN VẬT LÝ A1 ĐỀ TÀI 5
“Vẽ quỹ đạo của vật theo phương trình chuyển động”
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: Ths. Nguyễn Ngọc Quỳnh Thầy Nguyễn Đình Quang LỚP: L16 NHÓM: 5 Danh sách thành viên HỌ TÊN MSSV 1. Nguyễn Hoàng Duy Khang 211454 2. Phạm Quốc Khánh 2113715 3. Nguyễn Đăng Khoa 2113763 4. Phạm Vĩnh Khương 2110291 5. Nguyễn Châu Kiệt 2113845
TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2021 lOMoARcPSD|47207367 A. MỤC LỤC 1. Nội dung đề bài 2. Yêu cầu đề bài 2.1. Input 2.2. Output 3. Cơ sở lý tuyết 4. Matlab 4.1 Tổng quan về Matlab
4.2 Các hàm cơ bản được sử dụng trong đề tài 5. Đoạn code hoàn chỉnh 6. Tài liệu tham khảo B. DANH MỤC HÌNH ẢNH
Bài báo cáo sử dụng hình ảnh lấy từ quá trình thực hiện bài tập trên chương
trình Matlab (phiên bản R2021a) C. NỘI DUNG 1. Nội dung đề bài: Bài tập 5:
“Vẽ quỹ đạo của vật theo phương trình chuyển động” a)Yêu cầu
Sử dụng Matlab để giải bài toán sau:
Một khí cầu bay lên từ mặt đất với vận tốc không đổi là v0. Gió thuyền
cho khí cầu thành phần vận tốc theo phương ngang vx=ay, y là độ cao. Cho trước các giá trị v0, a
a.Xác định phương trình chuyển động của
vật b.Xác định phương trình quỹ đạo của vật
c.Vẽ quỹ đạo của vật trong khoảng thời gian từ t=0 đến t=5s. b) Điều kiện
- Sinh viên cần có kiến thức về lập trình cơ bản trong MATLAB
- Tìm hiểu các lệnh MATLAB liên quan symbolic và đồ họa c) Nhiệm vụ
Xây dựng chương trình MATLAB
-Nhập các giá trị ban đầu ( những đại lượng đề cho )
-Thiết lập các phương trình tương ứng, sử dụng các lệnh symbolic để giải hệ phương trình -Vẽ hình
Chú ý: Sinh viên có thể dùng cách tiếp cận
khác d) Tài liệu tham khảo lOMoARcPSD|47207367
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. 2. Yêu cầu đề bài 2.1. Input
- Nhập vận tốc ban đầu v0 (m/s)
- Nhập hằng số ban đầu a 2.2. Output
- Phương trình chuyển động của khinh khí cầu
- Phương trình quỹ đạo của khinh khí cầu
- Vẽ quỹ đạo của khinh khí cầu 3. Cơ sở lý thuyết Khái niệm
+ Phương trình chuyển động là các phương trình mô tả hành vi của một
hệ vận động về chuyển động của nó như một hàm số theo thời gian.
Phương trình chuyển động: : cho biết vị trí ở thời gian t
+ Phương trình quỹ đạo của một chất điểm chuyển động là phương trình
mô tả những điểm mà chất điểm đi qua, còn gọi là quỹ đạo hay quỹ tích.
Phương trình quỹ đạo: : cho biết hình dạng quỹ đạo
Dưới đây là bài toán tìm phương trình chuyển động và phương trình quỹ đạo theo cách làm tự luận:
a) Ta có: khí cầu bay lên với vận tốc v0 ở độ cao y
Gió truyền cho khí cầu vận tốc vx = ay theo phương ngang
- Chiếu theo phương ngang Oy (từ dưới lên)
y = v0t (với t là thời gian chuyển động) (1)
- Chiếu theo phương Ox (từ trái sang phải) vx = ay <=> vx = av0t => x = = = (2)
Từ (1) và (2), ta có phương trình chuyển động của khinh khí cầu là
Từ phương trình (2) x= => = Vì t > 0 => t = (3)
Thay phương trình (3) vào phương trình (1), ta có: y = v0
Vậ y ta có được phương trình quyỹ đạ o ủc a khinh khí cầ u ầ là: y =0 v 4. Matlab 4.1 Tổng quan v ềầ MATLAB lOMoARcPSD|47207367
MATLAB (Matrix Laboratory) là một phầ n ầ m m
ềầ khoaọh cượđ c thi t ềế k
ềế để cung cầ p
ế việ c tính toán số
ế và ểhi n ịth đốầọ h a
bằầngnngốữ l ập trình cầ p
ế cao. MATLAB cung cầ p ế các tính n n ằ gươt ng
tác tuyệ tờvi cho phép người sử dụng thao tác dữ liệu linh hoạt dưới dạng
mảng ma trận để tính toán và quan sát. Các dữ liệu vào của MATLAB có thể
được nhập từ Command line hoặc từ mfiles, trong đó tập lệnh được cho trước bởi MATLAB. MATLAB cung cầ p
ế cho ngườ i dùng các toolbox ti u
ề chuẩ n tùychọn.
Người dùng cũng có thể t ạo ra các hộp cống cụng ri n
ề g của mình gố m ầ các
mfiles được vi t
ềế cho cácứ ng dụ ng ục thể . 4.2
Các hàm cơ bản được sử dụng trong đ ềầ tài
- clc: xóa cửa sổ l ệnh - close: đóng đố
ầ thị hiệ n ạt i - clear: xóa các bi n
ềế khỏ i bộ nhớ - int: nguy n ề hàm, tích ph n ầ
- disp: trình bày nội dung của bi n
ềế (x) ra màn hình
- finverse f(x): hàm ngược của f(x) - compose: hàm hợp - ezplot: veỹ hàm - xlabel: th m
ề nhãn text vào trục x - ylabel: th m
ề nhãn text vào trục y
- legend: chú thích vị trí bằ n ầ g chuộ t
5. Đoạn code hoàn chỉnh
function chuyen_dong_khinh_khi_cau clc close all clear all syms t
v=input (‘nhap van toc ban dau v0=’);
a=input (‘nhap hang so ban dau a=’); f=v; y=int (f,t); f1=a*y; x=int (f1,t);
disp (‘phuong trinh chuyen dong y=’ ), disp
(y); disp (‘phuong trinh chuyen dong x=’ ),
disp (x); f2= finverse (x); lOMoARcPSD|47207367 r=compose (y, f2, ’x’);
disp (‘phuong trinh quy dao r=’ ), disp (r); y=v*t x=1/2)*a*v*t^2; ezplot (x, y, [0,5]); xlable (‘truc x’); ylable (‘truc y’);
legend (‘quy dao khinh khi cau’); end.
6. 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.
B. DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: phương trình chuyển động và phương trình quyỹ đạ o củ a khinhkhí cầ u ầ
Hình 1.2: Hình quyỹ đạ o ủc a khinh khí cầ u ầ lOMoARcPSD|47207367