Langkau ke kandungan
SPM Tuition
Matematik Tambahan · Kinematik Gerakan Linear

Jarak keseluruhan dan sesaran

Satu perjalanan memberi dua jawapan yang berbeza, dan anda tidak pasti yang mana diminta.

Sesaran ialah perubahan bersih kedudukan, dan jarak keseluruhan ialah seluruh panjang lintasan yang dilalui. Kedua-duanya berbeza apabila zarah berpatah balik, jadi jarak memerlukan perjalanan dipecahkan di setiap titik berpatah balik.

Pelajaran ini ialah sebahagian daripada gerakan linear dalam Matematik Tambahan SPM. Ia bergantung pada mencari sesaran daripada fungsi halaju.

Contoh penyelesaian: satu perjalanan, dua jawapan

Suatu zarah bergerak pada garis lurus dengan halaju v = t² − 6t + 8 m/s bagi 0 ≤ t ≤ 5. Cari sesaran dan jarak keseluruhannya dalam 5 saat itu.

Langkah 1: kamirkan. F(t) = t³/3 − 3t² + 8t.

Langkah 2: sesaran. F(5) = 125/3 − 75 + 40 = 125/3 − 35 = 20/3, dan F(0) = 0. Sesaran = 20/3 m.

Langkah 3: titik berpatah balik. v = (t − 2)(t − 4), maka v = 0 pada t = 2 dan t = 4. Kedua-duanya berada dalam sela.

Sela Tanda v F di hujung Perubahan
0 ke 2 positif F(2) = 20/3 +20/3
2 ke 4 negatif F(4) = 16/3 −4/3
4 ke 5 positif F(5) = 20/3 +4/3

Di sini F(2) = 8/3 − 12 + 16 = 20/3, dan F(4) = 64/3 − 48 + 32 = 16/3.

Langkah 4: tambah saiz. Jarak = 20/3 + 4/3 + 4/3 = 28/3 = 9⅓ m.

Sesaran ialah 6⅔ m, tetapi zarah menempuh 9⅓ m. Perbezaannya ialah dua kali jarak ke belakang, iaitu 2 × 4/3.

Kesilapan yang menyebabkan kehilangan markah

Silap yang biasa berlaku ialah melaporkan F(5) − F(0) sebagai jarak. Bahagian positif dan negatif separuh membatalkan, jadi nombornya lebih kecil daripada panjang lintasan.

Langkah Salah Betul
Sela Satu kamiran, 0 ke 5 Pecahkan pada t = 2 dan t = 4
Nilai 20/3 +20/3, −4/3, +4/3
Jarak 20/3 m 28/3 m

Silap kedua ialah memecahkan pada masa yang salah, misalnya menyelesaikan a = 0 dan bukan v = 0. Arah berubah di tempat halaju sifar, bukan pecutan sifar.

Kaedah yang boleh digunakan semula

  1. Kamirkan v untuk mendapat F(t), iaitu kedudukan sehingga satu pemalar.
  2. Selesaikan v = 0 dan simpan punca dalam sela.
  3. Nilaikan F pada permulaan, setiap punca dan penghujung.
  4. Ambil saiz positif setiap perbezaan dan tambahkan untuk jarak.
  5. Tambah perbezaan bertanda untuk sesaran.

Jika anda mahu gambaran perjalanan, lukis graf halaju dan lorek rantau di atas dan di bawah paksi masa. Jarak ialah jumlah luas berlorek.

Semak kefahaman anda

Suatu zarah mempunyai halaju v = 6 − 2t m/s bagi 0 ≤ t ≤ 5. Cari sesaran dan jarak keseluruhan.

Jawapan

F(t) = 6t − t². Maka v = 0 pada t = 3, di dalam sela.

F(0) = 0, F(3) = 18 − 9 = 9 dan F(5) = 30 − 25 = 5.

Sesaran = 5 − 0 = 5 m.

Jarak = |9 − 0| + |5 − 9| = 9 + 4 = 13 m.

Semakan: zarah bergerak 9 m ke hadapan, kemudian kembali 4 m, jadi ia berada 5 m dari titik mulanya.

Apa yang perlu dipelajari seterusnya

Fahami apa yang berlaku pada setiap titik berpatah balik dalam mentafsir perubahan arah dan rehat seketika. Kemudian cuba set latihan gerakan linear.

Idea luas di sebalik pelajaran ini terdapat dalam pengamiran, sesaran dan jarak. Untuk guru menyemak langkah kerja anda, lihat tuisyen Matematik Tambahan dalam talian secara satu lawan satu.

Soalan lazim

Apakah perbezaan jarak keseluruhan dengan sesaran?

Sesaran ialah perubahan bersih kedudukan, dan ia boleh negatif atau sifar. Jarak keseluruhan ialah panjang lintasan yang dilalui, dan ia sentiasa positif. Kedua-duanya berbeza apabila zarah berpatah balik.

Bagaimanakah mencari jarak keseluruhan daripada fungsi halaju?

Kamirkan v untuk mendapat F(t), selesaikan v = 0 untuk titik berpatah balik, nilaikan F pada setiap titik, kemudian tambah saiz positif setiap perubahan.

Mengapakah saya memecahkan pada v = 0 dan bukan a = 0?

Arah gerakan berubah di tempat halaju berubah tanda, dan itu berlaku melalui v = 0. Pecutan sifar hanya bermaksud halaju tidak berubah seketika, dan arah gerakan tidak semestinya berubah.

Bolehkah saya menggunakan graf halaju?

Boleh. Jarak ialah jumlah luas antara graf v dengan paksi masa, dengan bahagian di atas dan di bawah paksi sama-sama dikira positif. Sesaran menolak luas di bawah daripada luas di atas.

Jika soalan jarak selalu memberi nilai yang terlalu kecil, pelajaran Matematik Tambahan satu lawan satu membolehkan guru melihat jadual bahagian anda dan membetulkan tempat pemecahan.

  • Kelas dalam talian satu lawan satu untuk anak anda bersama guru berpengalaman.
  • Kelas pertama ialah kelas percubaan sejam, dari RM50. Yuran dipersetujui sebelum anda menempah.
  • Berpuas hati dengan guru? Teruskan kelas kira-kira 1.5 jam. Jika tidak, minta guru lain.