- Trang chủ >>
- Khoa Học Tự Nhiên >>
- Vật lý
BÁO cáo bài tập lớn vật lý (ĐẠI HỌC BÁCH KHOA)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (242.28 KB, 8 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KĨ THUẬT XÂY DỰNG
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ A1
Xác định lực tương tác tĩnh điện giữa các điện tích
điểm trong chân khơng
GVHD: CƠ PHAN NGỌC KHƯƠNG CÁT
LỚP L40_XD16LT01
NHÓM 4MATLAB
1
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KĨ THUẬT XÂY DỰNG
BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN VẬT LÝ A1
Xác định lực tương tác tĩnh điện giữa các điện tích
điểm trong chân khơng
GVHD: CƠ PHAN NGỌC KHƯƠNG CÁT
LỚP L40_XD16LT01
NHÓM 4MATLAB
2
LỚP L40_XD16LT01
NHÓM: 2
THÀNH VIÊN:
1. 1611408 Nguyễn Phi Hùng (NT)
2. 1610767 Lê Minh Đức
3. 1613728 Lê Văn Trí
4. 1611424 Lâm Thành Hưng
5. 161XXX Lưu Đức Trung
3
A. Mục lục
Bài báo cáo…………………………………………………...................5
Kiến thức vận dụng…………………………………………………………5
Yêu cầu………………………………………………………….…...……..5
Thuật toán…………………………………………………...….…………..5
Viết chương trình……………………………………………….......……...6
Ví dụ…………………………………………………………….……...…..6
Danh mục tài liệu tham khảo………………………….…......…...9
B. Danh mục hình
Hình 1……………………………………………………………………….7
Hình 2……………………………………………………………………….7
Hình 3……………………………………………………………………….8
Hình 4……………………………………………………………………….8
4
I/ BÀI BÁO CÁO:
1/ Kiến thức vận dụng
Đinh luật Coulomb: lực tương tác tĩnh điện giữa hai điện tích điểm đặt trong chân
khơng:
-
Có phương nằm trên đường thẳng nối hai điện tích.
-
Có chiều phụ thuộc vào dấu của hai điện tích: hai điện tích cùng dấu sẽ đẩy
nhau, hai điện tích trái dấu sẽ hút nhau.
-
Có độ lớn tỉ lệ thuận với tích độ lớn hai điện tích và tỉ lệ nghịch với bình
phương khoảng cách giữa hai điện tích.
Lực tương tác tĩnh điện do n điện tích điểm tác dụng lên điện tích điểm q0 được
xác định bằng nguyên lý chồng chất.
F = ∑ Fi
i
Trong đó, Fi là lực tĩnh điện do điện tích điểm thứ i tác dụng lên điện tích q0. Lực
này được xác định bằng định luật Coulomb:
qq
Fi = k i 2 0 er
r
Với, k = 9.10 9 Nm 2 / C 2 ; r - khoảng cách giữa điện tích điểm thứ i và điện tích
điểm q0.
2/ u cầu
Xây dựng chương trình Matlab:
-
Nhập số điện tích điểm.
-
Nhập tọa độ và điện tích của mỗi điện tích điểm trong mặt phẳng Oxy.
-
Dùng các phép tốn hình thức (symbolic) để tính các thành phần Fx và Fy của
lực tĩnh điện do các điện tích cịn lại tác dụng lên mỗi điện tích.
3/ Thuật tốn
Bước 1: Nhập số điện tích điểm (n), tạo các ma trận để lưu các giá trị, khai báo
biến x, y
Bước 2: Cho i chạy từ 1 => n
Bước 2.1: Nhập tọa độ điện tích và giá trị điện tích.
Bước 2.2: Cho j chạy từ 1 => i-1
5
Bước 2.2.1: Tính tốn các giá trị và gán vào ma trận => quay lại bước 2.2 đến
i=j-1 => quay lại bước 2.1 đến i=n => bước 3
Bước 3: Biến đổi các ma trận để tổng hợp lực theo phương Ox, Oy.
Bước 4: Cho i chạy từ 1 => n
Bước 4.1: Xuất giá trị lực theo phương Ox, Oy. Thực hiện đến i=n và kết thúc.
4/ Viết chương trình
function tinhdien
n= input('Nhap vao so dien tich diem, n= ');
X= zeros(1, n); Y= zeros(1, n); q= zeros(1, n); FX= zeros(n); FY= zeros(n);
syms x y
for i= 1:n
disp('Nhap vao toa do cua dien tich diem')
X(i)= input('x= ');
Y(i)= input('y= ');
q(i)= input('Gia tri cua dien tich, q(i)= ');
for j= 1:i-1
r=sqrt((X(i)-X(j))^2+(Y(i)-Y(j))^2);
F= (9*10^9*q(i)*q(j))/r^2;
if (X(i)- X(j)) ~= 0
FX(i, j)= -(F*(X(i)-X(j)))/r*sign(X(i)-X(j));
end
if (Y(i)- Y(j)) ~= 0
FY(i, j)= -(F*(Y(i)-Y(j)))/r*sign(X(i)-X(j));
end
end
end
FX= FX - FX'; FY= FY - FY';
FX= sum(FX, 1); FY= sum(FY, 1);
for i= 1:n
disp(['FX(', num2str(i),') =', num2str(FX(i))]);
disp(['FY(', num2str(i),') =', num2str(FY(i))]);
end
end
5/ Ví dụ
Ví dụ 1: Trong mặt phẳng Oxy, cho 2 điện tích có giá trị q1 = 10-5 (C), q2 = 10-6 (C), tọa
độ của 2 điện tích điểm lần lượt là (-2, 1); (1, 2). Tính các thành phần Fx và Fy của lực
tĩnh điện do q1 tác dụng lên q2 và ngược lại.
6
Hình 1: Code ví dụ 1
Hình 2: Kết quả ví dụ 1
Ví dụ 2: Trong mặt phẳng Oxy, cho 3 điện tích có giá trị q1 = 1,2.10-6 (C), q2 = 3,5.10-5
(C), q3 = -2,8.10-6 (C), tọa độ của 3 điện tích điểm lần lượt là (-1, -3); (1, 2); (-1, 4).
Tính các thành phần Fx và Fy của lực tĩnh điện do các điện tích cịn lại tác dụng lên
mỗi điện tích.
7
Hình 3: Code ví dụ 2
Hình 4: Kết quả ví dụ 2
8
