Langkau ke kandungan
SPM Tuition
Matematik Tambahan · Kinematik Gerakan Linear

Perubahan arah dan rehat seketika

Anda menyelesaikan halaju sifar, tetapi tidak pasti sama ada zarah benar-benar menukar arah.

Zarah berehat seketika apabila halajunya sifar. Ia berpatah balik pada saat itu hanya jika halaju berubah tanda, dan anda menguji perkara ini dengan menyemak v di kedua-dua sisi masa rehat.

Pelajaran ini ialah sebahagian daripada gerakan linear dalam Matematik Tambahan SPM. Ia berpasangan dengan jarak keseluruhan dan sesaran, yang menggunakan titik berpatah balik ini.

Contoh penyelesaian: dua titik rehat

Suatu zarah bergerak pada garis lurus dengan halaju v = t² − 6t + 5 m/s, bagi t ≥ 0. Huraikan gerakannya.

Cari titik rehat. v = (t − 1)(t − 5) = 0 pada t = 1 dan t = 5.

Uji tanda v.

Julat masa Nilai ujian v Gerakan
0 ≤ t < 1 t = 0 5 arah positif
1 < t < 5 t = 3 −4 arah negatif
t > 5 t = 6 5 arah positif

Tanda berubah pada kedua-dua masa, maka zarah berpatah balik pada t = 1 dan t = 5.

Semak dengan pecutan. a = dv/dt = 2t − 6. Pada t = 1, a = −4, maka zarah seterusnya bergerak ke arah negatif.

Pada t = 5, a = 4, maka ia seterusnya bergerak ke arah positif. Kedua-duanya sepadan dengan jadual.

Rehat tanpa patah balik

Tidak setiap titik rehat ialah titik berpatah balik. Ambil v = (t − 2)², yang sifar pada t = 2.

Nilai ujian: pada t = 1, v = 1, dan pada t = 3, v = 1. Tandanya positif di kedua-dua sisi, maka zarah berhenti sebentar pada t = 2 lalu meneruskan arah yang sama.

Pecutannya a = 2(t − 2), yang sifar pada t = 2. Rehat dengan a = 0 dan tiada perubahan tanda ialah jeda, bukan patah balik.

Kesilapan yang menyebabkan kehilangan markah

Silap yang biasa berlaku ialah menyatakan “v = 0, maka arah berubah” tanpa menguji mana-mana sisi. Kenyataan itu benar bagi parabola yang memotong paksi dan salah bagi parabola yang hanya menyentuhnya.

Dakwaan Salah Betul
v = 0 pada t = 2 Arah berubah Hanya jika v berubah tanda
a = 0 Zarah berehat v tidak berubah pada saat itu
v negatif Zarah memperlahan Ia bergerak dalam arah negatif

Silap berkaitan ialah mencari masa a = 0 lalu menamakannya titik rehat. Dalam contoh pertama, a = 0 pada t = 3, tempat v = −4, maka zarah bergerak dengan halaju tetap pada saat itu dan tidak berehat.

Kaedah yang boleh digunakan semula

  1. Selesaikan v = 0 dan simpan punca dalam julat masa yang dibenarkan.
  2. Uji v pada setiap sisi setiap punca.
  3. Nyatakan patah balik hanya di tempat tanda berubah.
  4. Gunakan tanda a pada punca sebagai semakan kedua bagi arah seterusnya.
  5. Tulis jawapan dalam ayat, dengan masa dan arah.

Semak kefahaman anda

Suatu zarah mempunyai halaju v = t² − 4t + 3 m/s, bagi t ≥ 0. Cari bilakah ia berehat, nyatakan sama ada ia berpatah balik setiap kali, dan cari pecutannya pada t = 2.

Jawapan

v = (t − 1)(t − 3) = 0 pada t = 1 dan t = 3.

Tanda: pada t = 0, v = 3 (positif). Pada t = 2, v = −1 (negatif). Pada t = 4, v = 3 (positif). Tanda berubah pada kedua-dua masa, maka zarah berpatah balik pada t = 1 dan t = 3.

a = 2t − 4, maka pada t = 2, a = 0. Pada saat itu v = −1, maka zarah tidak berehat.

Apa yang perlu dipelajari seterusnya

Satukan gerakan melalui latihan. Cuba set latihan gerakan linear, yang mencampurkan jarak, sesaran dan titik rehat.

Jika hubungan antara s, v dan a belum kukuh, kembali kepada sesaran, halaju dan pecutan. Untuk guru menguji titik rehat bersama anda, lihat tuisyen Matematik Tambahan dalam talian secara satu lawan satu.

Soalan lazim

Bilakah zarah berehat seketika?

Apabila halajunya sifar, iaitu v = 0. Pada saat itu zarah tidak bergerak, tetapi ia mungkin atau mungkin tidak menukar arah. Anda perlu menguji tanda v di kedua-dua sisi.

Bagaimanakah menentukan sama ada zarah berpatah balik?

Pilih satu nilai t sebelum dan satu selepas masa rehat, dan kira v untuk kedua-duanya. Jika tanda berubah, zarah berpatah balik. Jika tanda sama, zarah hanya berhenti sebentar.

Adakah a = 0 bermaksud zarah berehat?

Tidak. a = 0 bermaksud halaju tidak berubah seketika, dan v boleh jadi nilai bukan sifar. Cari masa rehat daripada v = 0, bukan daripada a = 0.

Apakah gunanya tanda a pada masa rehat?

Ia menunjukkan arah gerakan seterusnya. Jika a positif ketika v = 0, zarah bergerak ke arah positif selepas itu. Jika a negatif, ia bergerak ke arah negatif.

Jika soalan rehat dan arah gerakan sukar dijawab dengan yakin, pelajaran Matematik Tambahan satu lawan satu membolehkan guru menguji titik rehat bersama anda dan melatih penerangan dalam ayat.

  • 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.