Physic Labs

Cơ học Newton

Chuyển động ném ngang, ném xiên

Khảo sát chuyển động ném ngang và ném xiên dưới trọng lực. Kiểm chứng phương trình quỹ đạo parabol x=v0cos⁡θ⋅tx = v_0\cos\theta\cdot t, y=y0+v0sin⁡θ⋅t−12gt2y = y_0 + v_0\sin\theta\cdot t - \frac{1}{2}gt^2 và sự độc lập hai thành phần chuyển động.

THPT

Dụng cụ

  • Mô hình 3D quả đạn ném với quỹ đạo vẽ trên canvas
  • Thanh trượt thời gian để dừng quỹ đạo ở thời điểm tùy ý
  • Thanh trượt tham số (vận tốc/góc ném)
  • Đồ thị thành phần vận tốc và nút Tạm dừng

Các bước tiến hành

  1. Đọc quỹ đạo parabol

    Chạy mô phỏng rồi kéo thanh trượt thời gian: dấu vết quỹ đạo là parabol đối xứng quanh đỉnh (với ném xiên). Đọc tọa độ đỉnh trên canvas và đối chiếu với tmax⁡=v0sin⁡θ/gt_{\max} = v_0\sin\theta/g, ymax⁡=y0+(v0sin⁡θ)2/2gy_{\max} = y_0 + (v_0\sin\theta)^2/2g.

  2. Tách thành phần ngang và đứng

    Dùng nút Tạm dừng ở nhiều thời điểm: vận tốc ngang vxv_x không đổi trên đồ thị, còn vyv_y giảm tuyến tính theo vy=v0sin⁡θ−gtv_y = v_0\sin\theta - gt. Đo khoảng cách ngang trong các khoảng thời gian bằng nhau để thấy chuyển động ngang đều.

  3. Đổi tham số và dự đoán tầm xa

    Kéo thanh trượt tham số để đổi vận tốc hay góc ném, rồi quan sát tầm xa. Với ném xiên từ mặt đất, tầm xa R=v02sin⁡2θ/gR = v_0^2\sin 2\theta/g: dự đoán góc nào cho tầm xa lớn nhất trước khi kiểm tra, và chú ý hai góc bù nhau cho cùng tầm xa.

Mô phỏng

Lịch sử thí nghiệm

Quan niệm Aristoteles rằng vật nặng rơi nhanh hơn tồn tại suốt hai nghìn năm. Năm 1604 Galileo Galilei chứng minh vật rơi với gia tốc không đổi và, qua phân tích quả đạn bắn ngang trong Discorsi (1638), kết luận quỹ đạo là parabol — kết quả của chuyển động đều ngang và chuyển động rơi đứng độc lập. Ý niệm "quán tính" giữ chuyển động ngang được Galileo phát triển từ các thí nghiệm mặt nghiêng và máng cong; Newton chuẩn hóa thành định luật một trong Principia (1687). Nguyên lý chồng chất chuyển động của Galileo là nền tảng cho mọi bài toán đạn đạo hiện đại.

Nhà vật lý liên quan

Chủ đề liên quan trong thư viện