2.1 menganalisis gerakan linear

Bab 2 Daya dan GerakanBab 2 Daya dan Gerakan

2.1 Menganalisis Gerakan Linear 2.1 Menganalisis Gerakan Linear

Fizik Tingkatan 4

Menganalisis Gerakan Linear

Gerakan Linear

Gerakan linear ialah gerakan ssesuatu objek dalam lintasan lurus atau dalam garis lurus.

Berlari sejauh 100 m

Epal jatuh daripada pokok

Peluru yang sedang bergerak

Bab 2 Daya dan Gerakan

Fizik Tingkatan 4

Seorang atlet berlari dalam lumba lari 400 m dalam masa 80.0 saat.


Laju Halaju

Suatu kuantiti skalar Suatu kuantiti vektor

Laju dan

Halaju

Contoh

Jarak berlari = 400 m Sesaran = Sifar (0) m

Laju = jarak / masa Halaju = sesaran / masa

= 400 / 80.0 = 0 / 80.0

= 5 m s-1 = 0 m s-1

Kadar perubahan jarak Kadar perubahan sesaran

Laju = jarak dilalui / masa Halaju = sesaran / masa


Fizik Tingkatan 4


Pecutan dan Nyahpecutan

Suatu kuantiti vektorApabila suatu objek memecut,

halajunya berubah.

Objek bergerak dalam garisan linearObjek memecut , halaju

Objek nyahpecut, halaju

Pecutan , a =

Halaju akhir, v – Halaju awal, u

Masa, t

u Halaju objek ketika ia mula bergerak

v Halaju objek di akhir gerakan

a Kadar perubahan halaju


Fizik Tingkatan 4


Contoh BerangkaPecutan dan Nyahpecutan

Sebuah kereta bergerak daripada keadaan rehat dengan pecutan seragam sehingga ia mencapai halaju 50 m s-1 dalam masa 10 saat.

Halaju awal u = 0 m s-1 (kereta dalam keadaan rehat / pegun)

Halaju akhir v = 50 m s-1 Masa t = 10 s

Pecutan , a = v – u t

a = 50 – 0

10 a = 5 m s-2


Fizik Tingkatan 4


Jangka Masa Detik

Digunakan bersama troli untuk mengkaji gerakan linear di dalam makmal.

Satu bekalan kuasa 12 V AC digunakan dengan frekuensi 50 Hertz.

Jalur bergetar bergetar 50 kali setiap 1 saat apabila ia bersambung dengan bekalan kuasa.

Jalur bergetar menebuk titik pada pita detik berkarbon.

trolilandasanJangka

masa

gelung

magnet

Pita jangka masa detik

Kuasa AC

Jalur bergetar

Pita detik berkarbon


Fizik Tingkatan 4


Pita Jangka Masa Detik

• Menunjukkan rekod gerakan troli.

• Jalur berdetik membuat 51 titik pada pita jangka masa detik setiap 1 saat.

• Sela masa antara dua titik dipanggil satu detik.

titik

1 detik

• Terdapat 50 titik pada pita jangka masa detik dalam masa 1 saat.

• Tempoh masa untuk setiap 1 titik ialah 1/50 = 0.02 saat.


Fizik Tingkatan 4

Jenis gerakan objek boleh ditakikkan dari jarak antara titik pada pita jangka masa detik.

Menganalisis Pita Jangka Masa Detik

Seragam dan jarak antara titik kecil

Seragam dan jarak antara titik besar

Jarak antara titik bertambah

Jarak antara titik berkurangan


Jenis Gerakan

Sela antara titik

Halaju perlahan dan seragam

Halaju tinggi dan seragam

Halaju bertambah, objek memecut

Halaju berkurangan, objek nyahpecut

Jenis gerakanPita jangka masa detik


Fizik Tingkatan 4



Menentukan Purata Halaju

Purata halaju objek dapat ditentukan melalui:

Purata halaju = Panjang n titik

Masa bagi n titik

Contoh

8 cm

Bilangan titik = 3

Panjang 3 titik = 8 cmMasa bagi 3 titik = (3)(0.02) = 0.06 s

Purata halaju = (penjang 3 titik)/(masa bagi 3 titik)

= 8 cm / 0.06 s = 133.33 cm s-1


Fizik Tingkatan 4



Menentukan Pecutan

Halaju awal , u = 0.4cm / 0.02s = 20 cm/s

Halaju akhir , v = 2.4cm / 0.02s = 120 cm/s

Masa = ( Jumlah bilangan titik –1 ) x ( 0.02 )

= ( 11 – 1 ) x ( 0.02 )

= 10 0.02

= 0.2s

Pecutan , a = v – u t

a = 120 – 20

0.2

a = 100 / 0.2 = 500 cm s-2

0.4 cm 2.4 cm

1 tit

ik2

titik

3 tit

ik

4 tit

ik

5 tit

ik

6 tit

ik

7 tit

ik

8 tit

ik

9 tit

ik

10 ti

tik

11 ti

tik


Fizik Tingkatan 4

Ciri-ciri Carta Pita Jangka Masa Detik – Halaju Sekata


Jarak antara titik-titik adalah sama.

Keratan pita sama panjang

Masa

Panjang (cm)

0

1

2

3

4

5

6

7


Fizik Tingkatan 4

Ciri-ciri Carta Pita Jangka Masa Detik – Pecutan Seragam


Jarak antara titik bertambah secara seragam

Panjang keratan pita bertambah secara seragam

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0Panjang / cm

Masa


Fizik Tingkatan 4

Ciri-ciri Carta Pita Jangka Masa Detik – Nyahpecutan Seragam


Jarak antara titik berkurangan secara seragam

Panjang pita berkurangan secara seragam

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0Panjang / cm

Masa


Fizik Tingkatan 4


Persamaan Gerakan Linear dengan Pecutan Seragam

Tiga persamaan gerakan linear dengan pecutan seragam

v = u + at 2asuv 22 2at 2

1 +ut = s

dimana

u Halaju awal=

v Halaju akhir=

a Pecutan=

t Masa=

s Sesaran=


Fizik Tingkatan 4

Menggunakan persamaan, v = u + at



Contoh 1

Sebuah kereta bergerak daripada keadaan rehat memecut dengan pecutan seragam 3 ms-2. Berapakah pecutan kereta itu selepas bergerak selama 10 saat?

Halaju awal u = 0 ms-1 (kereta dalam keadaan rehat sebelum bergerak) Pecutan a = 3 ms-2

Masa t = 10 s

Penyelesaian :

Halaju akhir v = ?

= 0 + (3)(10)

= 30 m s-1

Kereta itu bergerak pada halaju 30 ms-1 selepas 10 saat.


Fizik Tingkatan 4



Contoh 2

Sebuah roket yang baru dilancarkan memecut secara menegak ke atas dengan pecutan seragam 50 ms-2.

Berapa jauhkah roket itu daripada permukaan Bumi selepas 2 minit dilancarkan?

Halaju awal u = 0 ms-1 (roket dalam keadaan rehat sebelum dilancarkan)

Pecutan a = 50 ms-2

Masa t = 2 60 = 120 s

Penyelesaian :

Ketinggian daripada permukaan Bumi s = ?

2at 2

1 +ut = s 2(50)(120)

2

1 + (0)(120) =

= 360000 m

= 360 km

Menggunakan persamaan,


Fizik Tingkatan 4

Kegunaan Pita Detik

Menganalisis Gerakan LinearBab 2 Daya dan Gerakan

Fizik Tingkatan 4

ANALISIS SOALAN 2.1

GERAKAN LINEAR

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

- - - - - - 2 -Kertas 2

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

- - - - - 1 - -Kertas 3

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

- - - 2 1 3 2 4Kertas 1


Fizik Tingkatan 4

Soalan 2012 – Kertas 12.1

Pita manakah yang menunjukkan suatu pergerakan halaju seragam dan kemudian

nyah pecutan?

A

B

C

D


Fizik Tingkatan 4


Rajah di bawah menunjukkan alas bebola P dilepaskan atas satu landasan licin.

Berapakah halajunya di Q?

A 2.4 m s1

B 4.0 m s1

C 7.8 m s1

D 16.0 m s 1


Fizik Tingkatan 4



Fizik Tingkatan 4

Rajah di bawah menunjukkan graf halaju-masa bagi gerakan suatu objek.

Berapakah jumlah jarak, dalam m, yang dilalui oleh objek itu dalam masa 8 s?

A 18

B 24

C 32

D 64



Fizik Tingkatan 4


Hamid berbasikal dengan halaju 3.1 km j1.

Berapakah halaju ini, dalam m s1?

A 0.09

B 0.86

C 1.16

D 11.61


Fizik Tingkatan 4

Soalan 2011 – Kertas 2(i)2.1

Rajah 1 menunjukkan sebuah troli bergerak ke bawah landasan condong. Jangka masa detik itu bergetar pada frekuensi 50 Hz.Rajah 2 menunjukkan pita detik yang dihasilkan daripada gerakan.

a)Garis jawapan yang betul dalam kurungan untuk melengkapkan ayat di bawah. Jenis arus yang digunakan dalam jangka masa detik adalah (arus terus, arus ulang-alik).

[1

markah]


Fizik Tingkatan 4

Soalan 2011 – Kertas 2(ii)2.1

b) Berdasarkan Rajah 2,

(i) satu detik diwakili oleh masa yang diambil dari titik

________ ke titik ________

[1

markah]

(ii) bandingkan jarak antara PQ dan ST.

[1

markah]

(iii) nyatakan jenis gerakan troli itu.

[1

markah]


Fizik Tingkatan 4


Rajah 1 menunjukkan fotograf stroboskop bagi satu penukul yang sedang mengetuk paku ke dalam sebuah blok kayu. Fotograf stroboskop itu diambil menggunakan stroboskop dan kamera.

Rajah 2 menunjukkan satu lagi fotograf stroboskop bagi penukul yang sama yang sedang mengetuk paku yang serupa ke dalam blok kayu yang sama dengan daya yang berbeza

Rajah 1Rajah 1

Rajah 2Rajah 2


Fizik Tingkatan 4



Fizik Tingkatan 4

Soalan 2011 – Kertas 2(iii)2.1

c) Rajah 3 menunjukkan seorang ahli Taekwando memecah blok kayu menggunakan

tangannya.

Terangkan bagaimana blok kayu itu dipecahkan oleh ahli Taekwando itu.

[4

markah]


Fizik Tingkatan 4

Soalan 2011 – Kertas 2(iv)2.1

d) Rajah 4 menunjukkan seorang pemanah sedang mengacu anak panah pada papan sasaran.

Menggunakan konsep fizik yang sesuai, terangkan penggunaan peralatan dan teknik yang sesuai untuk memperbaik pencapaiannya.

Jawapan anda hendaklah merangkumi aspek-aspek berikut:

(i) jisim anak panah

(ii) bentuk anak panah

(iii) kekenyalan tali busur

(iv) kekuatan busur (v) kedudukan anak panah yang diacukan berbanding kepada pusat papan sasaran.

[10

markah]


Fizik Tingkatan 4


Rajah 1 menunjukkan seorang lelaki sedang menolak kereta yang rosak dengan beberapa orang penumpang berada di dalamnya. Kereta itu bergerak dengan pecutan yang kecil.

Rajah 2 menunjukkan lelaki itu sedang menolak kereta yang sama dengan daya yang sama tanpa penumpang di dalamnya. Kereta itu bergerak dengan pecutan yang lebih besar.

Berdasarkan maklumat dan pemerhatian itu:a) Nyatakan satu inferens yang sesuai. [1

markah]


Fizik Tingkatan 4

a) Nyatakan satu hipotesis yang sesuai. [1 markah]

b) Dengan menggunakan radas seperti troli, pemberat berslot, jangka masa detik dan lain-lain radas, terangkan satu eksperimen untuk menyiasat hipotesis yang dinyatakan di (b).

Dalam penerangan anda, nyatakan dengan jelas perkara berikut:

(i) Tujuan eksperimen.

(ii) Pemboleh ubah dalam eksperimen.

(iii) Senarai radas dan bahan.

(iv) Susunan radas.

(v) Prosedur eksperimen yang mesti termasuk satu kaedah mengawal pemboleh ubah dimanipulasikan dan satu kaedah mengukur pemboleh ubah bergerak balas.

(vi) Cara untuk menjadualkan data.

(vii) Cara untuk menganalisis data. [10 markah]



Fizik Tingkatan 4

2.1 menganalisis gerakan linear

Documents