Apa yang diliputi
Dalam Daya dan Gerakan I, standard ini kerap muncul dalam soalan berstruktur. Kelas fokus menukar "saya faham" kepada "saya boleh skor".
Bagaimana ia ditaksir
Ia boleh muncul dalam Kertas 1 (objektif) dan Kertas 2 (berstruktur), dan jika eksperimen berkaitan, dalam Kertas 3. Kami tidak meramal soalan; kami menyediakan teknik untuk semuanya.
Kesilapan biasa
Cara mempelajarinya
Pelajari definisi dengan tepat, latih satu atau dua soalan bergaya SPM dengan kerja penuh, dan hubungkannya dengan Daya dan Gerakan I yang lain.
Daya dan Gerakan I · Rumus · Kertas Peperiksaan
Perkara yang perlu diketahui
Jatuh bebas ialah gerakan sesuatu objek yang jatuh disebabkan graviti sahaja, dengan rintangan udara diandaikan boleh diabaikan. Berhampiran permukaan Bumi, setiap objek yang jatuh bebas mengalami pecutan malar yang sama disebabkan graviti, g = 9.81 m s⁻², diarahkan menegak ke bawah, tanpa mengira jisimnya.
Ini bermaksud sekeping duit syiling dan sehelai kertas jatuh pada kadar yang sama dalam vakum, walaupun rintangan udara menyebabkan kertas jatuh lebih perlahan dalam udara biasa. Oleh sebab g adalah malar, keempat-empat persamaan gerakan terpakai secara terus kepada jatuh bebas dengan menggantikan a = g, mengambil bawah sebagai positif, atau a = −g, mengambil atas sebagai positif.
Nilai g boleh ditentukan secara eksperimen dengan mengambil masa jatuhnya sebuah objek kecil yang tumpat, seperti bola keluli, dilepaskan dari rehat melalui ketinggian yang diukur dan dimasa secara elektronik untuk mengurangkan ralat tindak balas manusia. Pemasa detik pita juga boleh merekod gerakan pita yang jatuh, dan jarak antara titik digunakan untuk mencari halaju pada titik berbeza, daripadanya g diperoleh sebagai kecerunan graf halaju-masa.
Contoh penyelesaian
Soalan: Sebuah bola keluli dilepaskan dari rehat dan jatuh bebas selama 0.5 s. Hitung halajunya sebelum mendarat dan ketinggian yang telah dijatuhinya, dengan mengambil g = 9.81 m s⁻².
Diberi: u = 0 m s⁻¹, a = g = 9.81 m s⁻², t = 0.5 s. Menggunakan v = u + at: v = 0 m s⁻¹ + (9.81 m s⁻² × 0.5 s) = 4.9 m s⁻¹ (kepada 2 angka bererti).
Menggunakan s = ut + ½at²: s = (0 m s⁻¹ × 0.5 s) + ½ × 9.81 m s⁻² × (0.5 s)² = 0 m + (½ × 9.81 × 0.25) m = 1.2 m (kepada 2 angka bererti). Bola itu mendarat dengan halaju kira-kira 4.9 m s⁻¹ selepas jatuh setinggi kira-kira 1.2 m.
Contoh ini menunjukkan u = 0 bagi objek yang dilepaskan dari rehat, satu butiran yang sering terlepas pandang.
Cara ia diuji dalam peperiksaan
Item objektif Kertas 1 mungkin meminta calon menyatakan nilai dan arah g, atau mengenal pasti kuantiti mana yang kekal malar semasa jatuh bebas. Soalan berstruktur Kertas 2 lazimnya memerlukan calon mengira halaju, sesaran atau masa bagi objek yang jatuh bebas menggunakan persamaan gerakan dengan a = g, atau menjelaskan mengapa bulu ayam dan duit syiling jatuh pada kadar berbeza dalam udara tetapi pada kadar sama dalam vakum.
Kerja amali Kertas 3 sering melibatkan penentuan g secara eksperimen, memerlukan calon menerangkan kaedah, mengenal pasti punca ralat seperti rintangan udara dan masa tindak balas, serta mengira g daripada kecerunan.
Kesilapan biasa termasuk terlupa bahawa u = 0 apabila objek dilepaskan dari rehat, menggunakan konvensyen tanda yang salah bagi arah, mengelirukan g = 9.81 m s⁻² dengan unit newton, dan tertinggal unit semasa menyatakan jawapan akhir. Oleh sebab tiada helaian formula disediakan, calon perlu mengingati bahawa a = g hanya terpakai apabila rintangan udara boleh diabaikan, dan mesti menyatakan andaian ini apabila dikehendaki.
Sumber: DSKP KSSM Physics Form 4 and 5 (Versi English) (Bahagian Pembangunan Kurikulum (BPK), KPM)