Daya mempunyai magnitud dan arah, jadi jawapan yang betul mempunyai kedua-duanya: “30 N ke kanan”, dan tidak cukup dengan “30” sahaja. Setiap kali anda menambah atau membandingkan daya, arah menentukan sama ada daya-daya itu bertambah atau saling membatalkan.
Halaman ini menunjukkan pembetulannya dengan satu contoh. Papan penaakulan memberi latihan memilih hubungan sebelum mengira, dan penjelas had dan pembundaran membantu menetapkan angka bererti yang wajar.
Mengapa arah mudah dilupakan?
Dalam kehidupan harian, “daya” hanya bermaksud “tolakan” atau “kekuatan”, dan tolakan diterangkan mengikut besarnya. Dalam Fizik, perkataan yang sama mempunyai arah di dalamnya.
Nombor pada gambar rajah menggoda anda untuk menambahnya. Tiada apa menghalang anda menulis 50 + 20, tetapi gambar rajah itu memberitahu satu daya menuju ke setiap arah.
Rutin yang mengekalkan arah
- Lukis objek sebagai kotak atau titik, dengan setiap daya sebagai anak panah daripadanya. Labelkan nama dan magnitud.
- Pilih arah positif dan tulis, contohnya “kanan ialah positif”.
- Tambah daya ke arah itu dan tolak daya ke arah bertentangan. Daya bersudut tepat dengannya dikendalikan pada barisnya sendiri.
- Nyatakan daya paduan bersama arah, dengan perkataan.
- Barulah guna F = ma, dengan daya paduan, bukan salah satu daya individu.
Contoh berlangkah: menarik sebuah kotak
Sebuah kotak 6.0 kg di atas lantai ditarik ke kanan dengan daya 50 N. Geseran bertindak pada kotak dengan daya 20 N ke kiri.
Ambil g = 10 N/kg. Cari daya paduan dan pecutan.
Langkah 1, daya mengufuk. Ambil kanan sebagai positif. Tarikan = +50 N. Geseran = −20 N.
Langkah 2, daya paduan. 50 − 20 = 30 N ke kanan.
Langkah 3, pecutan. a = F ÷ m = 30 ÷ 6.0 = 5.0 m/s² ke kanan.
Langkah 4, daya menegak. Berat = 6.0 × 10 = 60 N ke bawah. Lantai menolak ke atas dengan 60 N. Kedua-duanya seimbang, jadi tiada pecutan menegak.
Semakan: dengan a = 5.0 m/s², daya paduan sepatutnya m × a = 6.0 × 5.0 = 30 N. Sepadan.
Kesilapan yang perlu diawasi
Seorang murid melihat 50 N dan 20 N pada gambar rajah lalu menulis:
Daya paduan = 50 + 20 = 70 N, jadi a = 70 ÷ 6.0 = 11.7 m/s².
Silapnya pada langkah 2. Anak panah geseran menuju arah bertentangan dengan tarikan, jadi ia mengurangkan daya paduan.
Murid itu menganggap “daya 20 N” sebagai nombor untuk ditambah, bukan tolakan ke satu arah. Pecutan yang salah itu lebih daripada dua kali ganda yang betul.
Silap kedua ialah tidak menulis arah dalam jawapan. “5.0 m/s²” kehilangan satu markah yang dikekalkan oleh “5.0 m/s² ke kanan”.
Semak kendiri
1. Sebuah laci ditolak dengan 12 N ke kanan dan seseorang menariknya dengan 18 N ke kiri. Cari daya paduan.
Tunjukkan jawapan
Ambil kanan sebagai positif: +12 − 18 = −6. Daya paduan ialah 6 N ke kiri.
2. Enjin sebuah kereta memberi daya ke hadapan 2000 N. Daya rintangan berjumlah 2000 N ke belakang. Nyatakan daya paduan dan huraikan gerakan kereta.
Tunjukkan jawapan
Daya paduan = 2000 − 2000 = 0 N. Tiada perubahan gerakan, jadi kereta meneruskan halaju malarnya. Ia tidak berhenti.
3. Objek 4.0 kg tergantung pada tali yang menarik ke atas dengan 30 N. Ambil g = 10 N/kg. Cari daya paduan dan pecutan, bersama arah.
Tunjukkan jawapan
Berat = 4.0 × 10 = 40 N ke bawah. Ambil atas sebagai positif: +30 − 40 = −10 N, jadi daya paduan ialah 10 N ke bawah. Pecutan = 10 ÷ 4.0 = 2.5 m/s² ke bawah.
Seterusnya
Mulakan dengan melukis gambar rajah daya bagi situasi yang dinyatakan, kemudian mengira daya paduan dan mengaitkan pecutan dengan daya paduan. Idea daya paduan sifar diterangkan dalam daya seimbang dan ketiadaan daya. Modul daya dan momentum memuatkan laluan penuh dan latihan campurannya membolehkan anda menguji diri.
Jika anda terus terlupa arah, guru dalam tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu boleh meminta anda menerangkan setiap anak panah daya sehingga tabiat itu tetap.