Langkau ke kandungan
SPM Tuition
Matematik Tambahan · Kinematik Gerakan Linear

Sesaran, halaju dan pecutan

Anda boleh membezakan s, tetapi tidak pasti maksud nilai v dan a pada suatu saat.

Sesaran s, halaju v dan pecutan a membentuk satu rantai. Bezakan untuk bergerak daripada s ke v ke a, dan kamirkan untuk bergerak ke belakang daripada a ke v ke s.

Pelajaran ini ialah permulaan gerakan linear dalam Matematik Tambahan SPM. Ia bergantung pada pembezaan kuasa t dan pengamiran untuk arah ke belakang.

Apa yang diberitahu oleh setiap kuantiti?

Ketiga-tiga kuantiti menjawab tiga soalan berbeza tentang zarah pada garis lurus, yang diukur dari satu titik tetap O.

Kuantiti Maksud Hubungan
s (sesaran) Kedudukan relatif kepada O s
v (halaju) Kelajuan dan arah v = ds/dt
a (pecutan) Bagaimana halaju berubah a = dv/dt

Arah ke belakang: v = ∫a dt dan s = ∫v dt. Setiap pengamiran menambah satu pemalar yang ditentukan oleh syarat yang diberi.

Contoh penyelesaian: cari v dan a pada masa tertentu

Suatu zarah bergerak pada garis lurus dengan sesaran dari O ialah s = t³ − 6t² + 9t meter selepas t saat. Cari s, v dan a apabila t = 2.

Bezakan sekali. v = ds/dt = 3t² − 12t + 9.

Bezakan sekali lagi. a = dv/dt = 6t − 12.

Gantikan t = 2.

  • s = 8 − 24 + 18 = 2 m.
  • v = 12 − 24 + 9 = −3 m/s.
  • a = 12 − 12 = 0 m/s².

Zarah berada 2 m dari O, bergerak dalam arah negatif pada 3 m/s, dan pada saat ini halajunya tidak berubah.

Kesilapan yang menyebabkan kehilangan markah

Silap yang biasa berlaku ialah membaca a = 0 sebagai “zarah itu pegun”. Kesilapan ini menggoda kerana sifar terdengar seperti kepegunan.

Bacaan pada t = 2 Salah Betul
a = 0 Zarah berehat Halaju tetap seketika
v = −3 Zarah memperlahan Ia bergerak dalam arah negatif
Berehat apabila a = 0 v = 0, pada t = 1 dan t = 3

Di sini v = 3(t − 1)(t − 3), maka zarah berehat pada t = 1 dan t = 3. Pada t = 2 ia bergerak paling laju dalam arah negatif, iaitu tempat pecutan melalui sifar.

Mengamir ke belakang dengan syarat

Jika a diketahui, kamirkan dua kali dan gunakan syarat untuk menentukan setiap pemalar. Andaikan a = 2t dan zarah bermula dari rehat di O (v = 0 dan s = 0 apabila t = 0).

v = t² + c₁, dan v = 0 pada t = 0 memberi c₁ = 0, maka v = t².

s = t³/3 + c₂, dan s = 0 pada t = 0 memberi c₂ = 0, maka s = t³/3.

Latih hubungan dua arah ini dengan fungsi anda sendiri menggunakan lembaran struktur soalan berayat (Bahasa Inggeris).

Semak kefahaman anda

Suatu zarah mempunyai sesaran s = 2t³ − 9t² + 12t meter. Cari s, v dan a apabila t = 3, dan cari bilakah a = 0.

Jawapan

v = 6t² − 18t + 12 dan a = 12t − 18.

Pada t = 3: s = 54 − 81 + 36 = 9 m, v = 54 − 54 + 12 = 12 m/s dan a = 36 − 18 = 18 m/s².

Bagi a = 0: 12t − 18 = 0, maka t = 1.5 s.

Semakan: pada t = 1.5, v = 13.5 − 27 + 12 = −1.5 m/s, maka zarah tidak berehat walaupun a = 0.

Apa yang perlu dipelajari seterusnya

Langkah berikutnya ialah mengamirkan fungsi halaju. Teruskan dengan mencari sesaran daripada fungsi halaju, kemudian uji bab ini dengan set latihan gerakan linear.

Untuk guru membimbing anda tentang soalan gerakan, lihat tuisyen Matematik Tambahan dalam talian secara satu lawan satu. Log kesilapan membantu anda merekodkan hubungan yang tersasar.

Soalan lazim

Apakah hubungan antara s, v dan a?

v = ds/dt dan a = dv/dt, jadi membezakan menggerakkan anda daripada s ke v ke a. Mengamir menggerakkan anda ke arah sebaliknya, daripada a ke v ke s, dengan pemalar daripada syarat yang diberi.

Adakah a = 0 bermaksud zarah berhenti?

Tidak. a = 0 bermaksud halaju tidak berubah pada saat itu. Zarah berhenti seketika apabila v = 0, dan dua keadaan ini boleh berlaku pada masa yang berbeza.

Apakah maksud halaju negatif?

Zarah bergerak dalam arah negatif, iaitu arah berlawanan dengan arah positif yang dipilih dari titik O. Ia tidak bermakna zarah sedang perlahan.

Bagaimanakah mencari pemalar apabila mengamir pecutan?

Kamirkan pecutan untuk mendapat v + c₁, dan gunakan nilai v yang diberi untuk mencari c₁. Kamirkan v untuk mendapat s + c₂, dan gunakan nilai s yang diberi untuk mencari c₂.

Jika soalan gerakan sukar kerana anda tersilap menafsirkan v dan a, pelajaran Matematik Tambahan satu lawan satu membolehkan guru menyemak tafsiran anda pada setiap baris.

  • 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.