Graf jarak-masa menunjukkan sejauh mana objek telah bergerak. Graf laju-masa menunjukkan seberapa laju objek bergerak. Perjalanan yang sama menghasilkan dua graf yang kelihatan berbeza, dan anda mesti membaca label paksi sebelum memilih peraturan.
Pelajaran ini membina atas mengira kelajuan bagi satu segmen dan menyediakan anda untuk mencari pecutan daripada kecerunan dalam gerakan dan graf.
Apakah yang ditunjukkan oleh setiap graf?
| Ciri | Graf jarak-masa | Graf laju-masa |
|---|---|---|
| Paksi mencancang | Jarak yang dilalui | Kelajuan |
| Kecerunan | Kelajuan | Pecutan |
| Garis mendatar | Pegun | Kelajuan tetap |
| Garis lurus condong | Kelajuan tetap | Pecutan tetap |
| Luas di bawah garis | Tiada makna berguna | Jarak yang dilalui |
Jadual ini patut dipelajari dengan perlahan. Bentuk yang sama bermaksud perkara berbeza pada dua graf, dan itulah sebab pelajar mencampuradukkannya.
Bagaimana saya membandingkannya langkah demi langkah?
- Baca kedua-dua label paksi dan unitnya.
- Bahagikan graf kepada segmen di mana garis berubah arah atau kecuraman.
- Terangkan setiap segmen dengan perkataan menggunakan jadual di atas.
- Padankan penerangan itu: segmen yang diterangkan sebagai “kelajuan tetap” memberi cerun lurus pada graf pertama dan garis mendatar pada graf kedua.
Contoh berlangkah
Gerakan rekaan untuk sebuah troli di atas landasan. Dari 0 hingga 4 s ia bergerak pada 3 m/s.
Dari 4 hingga 8 s ia pegun. Dari 8 hingga 12 s ia bergerak semula pada 3 m/s, ke arah yang sama seperti mula-mula.
Graf jarak-masa:
- 0 hingga 4 s: jarak naik daripada 0 m kepada 12 m (3 × 4 = 12). Garis lurus, kecerunan 12 ÷ 4 = 3 m/s.
- 4 hingga 8 s: jarak kekal 12 m. Garis mendatar, kecerunan 0.
- 8 hingga 12 s: jarak naik daripada 12 m kepada 24 m (3 × 4 = 12). Kecerunan 12 ÷ 4 = 3 m/s.
Graf laju-masa:
- 0 hingga 4 s: garis mendatar pada 3 m/s.
- 4 hingga 8 s: garis di sepanjang paksi masa pada 0 m/s.
- 8 hingga 12 s: garis mendatar pada 3 m/s.
Kedua-dua graf menceritakan kisah yang sama. Pada graf pertama, perhentian ialah garis mendatar.
Pada graf kedua, perhentian ialah garis yang terletak pada sifar. Bahagian bergerak ialah cerun pada graf pertama dan garis mendatar pada graf kedua.
Kesilapan yang perlu diawasi
Seorang pelajar melihat graf dengan bahagian mendatar yang panjang dan menjawab “objek itu pegun”.
Jawapan yang salah: “Garis mendatar dari 10 s hingga 30 s menunjukkan objek dalam keadaan rehat.”
Pelajar terlupa menyemak paksi mencancang. Paksi itu berlabel “kelajuan (m/s)”, dan garisnya berada pada 6 m/s.
Pembetulan: pada graf laju-masa, garis mendatar pada 6 m/s bermaksud kelajuan tetap 6 m/s. Keadaan pegun ialah garis pada 0 m/s. Amalan ringkas membantu: sebelum menjawab, sebut “paksi mencancang graf ini ialah…” dan lengkapkan ayat itu.
Semak kendiri
Cuba soalan ini, kemudian buka setiap jawapan.
1. Graf jarak-masa berupa garis lurus dari (0 s, 0 m) ke (10 s, 50 m), kemudian mendatar sehingga 20 s. Terangkan gerakan itu dan beri kelajuan dalam 10 s pertama.
Tunjuk jawapan
Dalam 10 s pertama objek bergerak pada kelajuan tetap: 50 ÷ 10 = 5 m/s. Dari 10 s hingga 20 s jarak tidak berubah, jadi objek pegun.
2. Pada graf laju-masa, garis mendatar dilukis pada 5 m/s dari 0 s hingga 8 s. Berapakah jarak yang dilalui, dan bagaimanakah rupa graf jarak-masanya untuk tempoh ini?
Tunjuk jawapan
Jarak = 5 × 8 = 40 m. Graf jarak-masa ialah garis lurus condong dari (0, 0) ke (8, 40), dengan kecerunan 5 m/s.
3. Garis lurus condong pada graf laju-masa naik dari 0 kepada 12 m/s dalam 6 s. Apakah bentuk graf jarak-masanya?
Tunjuk jawapan
Kelajuan bertambah secara seragam, jadi jarak yang dilalui setiap saat semakin besar. Graf jarak-masanya ialah lengkung yang semakin curam.
Ke mana selepas ini?
Seterusnya, lihat bagaimana kecerunan graf laju-masa memberi pecutan dalam mencari pecutan daripada kecerunan. Penjelajah model graf dan baki serta penafsir graf kadar dan tenaga berguna untuk melatih maksud kecerunan pada graf berlabel.
Jika anda sering memilih peraturan yang betul untuk graf yang salah, tuisyen Fizik dalam talian satu dengan satu membolehkan guru mendengar cara anda berfikir dan membetulkannya tepat pada langkah yang silap.