Artikel tentang Kuantiti fizik dalam gerakan linear
1. Selang masa
Apabila sesuatu objek bergerak dari satu tempat ke tempat lain, objek tersebut memerlukan selang masa tertentu. Simbol masa ialah t (masa). Unit sistem masa antarabangsa ialah saat (s).
2. Jarak dan anjakan
Jarak ialah panjang laluan yang diambil oleh sesuatu objek. Jarak ialah kuantiti skalar, di mana kuantiti tersebut tidak bergantung pada arah. Simbol jarak ialah d dan unit sistem antarabangsa ialah meter (m).
Sesaran ialah perubahan kedudukan sesuatu objek. Sesaran ialah kuantiti vektor, jadi sesaran terdiri daripada magnitud sesaran dan arah sesaran. Sesaran bergantung pada arah supaya ia boleh positif atau negatif. Jika ia digambarkan dalam koordinat Cartesian maka mengikut persetujuan, jika arah sesaran berada dalam arah paksi-x positif dan paksi-y positif, maka sesaran adalah positif. Sebaliknya, jika arah sesaran berada dalam arah paksi-x negatif dan paksi-y negatif maka sesaran adalah negatif. Arah sesaran juga biasa dinyatakan dalam utara, timur, selatan, barat. Simbol sesaran ialah d dan unit sistem antarabangsa ialah meter (m).
Contoh masalah 1:
Seorang pelajar bergerak ke timur sejauh 2 meter. Berapakah jarak dan magnitud sesaran pelajar itu?
a = kedudukan awal, b = kedudukan akhir.
Jarak (d) = 2 m
Magnitud anjakan (d) = 2 m. Arah anjakan = timur
Contoh masalah 2:
Seorang pelajar bergerak ke timur sejauh 2 meter dan kemudian bergerak ke barat sejauh 2 meter. Berapakah jarak dan magnitud sesaran pelajar itu?
a = kedudukan permulaan dan kedudukan akhir
Jarak (d) = 2 m + 2 m = 4 m
Magnitud anjakan (d) = 2 m – 2 m = 0. Kedudukan akhir = kedudukan awal supaya tiada anjakan.
Contoh masalah 3:
Seorang pelajar bergerak ke timur sejauh 2 meter dan kemudian bergerak ke barat sejauh 1 meter. Berapakah jarak dan magnitud sesaran pelajar itu?
a = kedudukan permulaan, b = kedudukan akhir.
Jarak (d) = 2 m + 1 m = 3 m
Magnitud anjakan (d) = 2 m – 1 m = 1 m. Arah anjakan = timur
3. Kelajuan dan halaju
Laju ialah kuantiti skalar, manakala halaju ialah kuantiti vektor. Halaju terdiri daripada magnitud halaju dan arah halaju. Simbol halaju ialah v dan simbol halaju ialah v (halaju). Unit sistem antarabangsa bagi laju dan halaju ialah meter sesaat (m/s).
a. Laju purata dan halaju purata
Contoh masalah 1:
Seorang pelajar bergerak ke timur sejauh 2 meter selama 1 saat. Berapakah purata laju dan magnitud purata halaju pelajar itu?
Arah halaju purata = arah sesaran = ke timur
Contoh masalah 2:
Seorang pelajar bergerak ke timur sejauh 2 meter selama 1 saat dan kemudian bergerak ke barat sejauh 1 meter selama 2 saat. Berapakah laju purata dan magnitud halaju purata pelajar itu?
Arah halaju purata = arah sesaran = ke timur
b. Laju seketika dan halaju seketika
Laju seketika = jarak yang sangat kecil yang dilalui dalam selang masa yang sangat singkat. Magnitud halaju seketika = sesaran yang sangat kecil yang dilalui dalam selang masa yang sangat singkat. Jika anda pernah menunggang motosikal atau kereta, anda pasti pernah melihat speedometer. Semasa menunggang motosikal, kelajuan motosikal berubah dan ditunjukkan oleh speedometer.
Dalam fizik, laju seketika sering disingkatkan sebagai laju. Begitu juga, halaju seketika sering disingkatkan sebagai halaju. Sila ambil perhatian bahawa kita boleh menggantikan magnitud halaju dengan laju. Ini kerana magnitud halaju dianggap sama dengan laju. Magnitud halaju dianggap sama dengan laju kerana jarak dan magnitud anjakan adalah sama jika ia sangat kecil. Walaupun jarak dan magnitud anjakan tidak selalunya sama (bandingkan dengan perbincangan tentang jarak dan anjakan), tetapi jika jarak dan magnitud anjakan sangat kecil maka ia mesti mempunyai nilai yang sama.
4. Pecutan
Pecutan ialah kuantiti vektor jadi terdapat magnitud pecutan dan arah pecutan. Simbol pecutan ialah a (pecutan). Unit SI bagi pecutan ialah meter sesaat kuasa dua (m/s² ).
a. Pecutan purata
Masalah contoh:
Sebuah kereta mula bergerak ke timur dari keadaan pegun sehingga mencapai kelajuan 10 m/s selama 5 saat. Hitung magnitud pecutan purata!
Arah pecutan purata adalah ke timur.
Secara purata, kelajuan kereta meningkat sebanyak 2 m/s setiap saat. Jika magnitud pecutan kereta adalah malar, maka kelajuan kereta sentiasa meningkat sebanyak 2 m/s setiap saat. Jika magnitud pecutan kereta tidak malar, maka kelajuan kereta tidak sentiasa meningkat sebanyak 2 m/s setiap saat. Bolehkah kelajuan kereta meningkat sebanyak 1 m/s pada saat pertama, kemudian meningkat sebanyak 3 m/s pada saat tersebut. Tetapi secara purata, apabila bergerak selama 5 saat, magnitud halaju kereta meningkat sebanyak 2 m/s setiap saat.
b. Pecutan seketika
Pecutan seketika ialah perubahan halaju dalam selang masa yang sangat singkat. Pecutan seketika sering dipanggil pecutan. Oleh itu, jika ia dikatakan pecutan, apa yang dimaksudkan ialah pecutan seketika. Sesuatu objek dikatakan mengalami pecutan jika halajunya berubah. Halaju juga merupakan kuantiti vektor, yang merangkumi magnitud halaju dan arah halaju. Oleh itu, terdapat tiga keadaan di mana objek yang bergerak dikatakan memecut. Pertama, sesuatu objek dikatakan mengalami pecutan jika magnitud halaju atau kelajuan berubah (arah halaju adalah malar).
Dalam contoh pertama, sebuah kereta pada mulanya dalam keadaan pegun (v = 0). Satu saat kemudian kelajuannya meningkat kepada 5 m/s. Kelajuan kereta meningkat jadi kereta dikatakan memecut. Dalam contoh kedua, sebuah kereta pada mulanya bergerak pada kelajuan 5 m/s. Satu saat kemudian kereta berhenti. Kelajuan kereta berkurangan kerana kereta dikatakan mengalami pecutan negatif atau kereta mengalami nyahpecutan. Kedua, objek dikatakan mengalami pecutan jika arah halajunya berubah (magnitud halaju atau kelajuan adalah malar). Arah halaju = arah sesaran = arah pergerakan. Ketiga, objek dikatakan mengalami pecutan jika kedua-dua magnitud dan arah halajunya berubah.
