i) Eksperimen Sesaran, Pecutan dan Halaju Sesebuah Objek

TUJUAN

Untuk menguji sesaran, pecutan dan halaju sesebuah objek.

TEORI

Kinematik ialah suatu bahagian dalam mekanik berkenaan denga perihal gerakan jasad-jasad

tanpa merujuk kepada sesuatu yang menyebabkan gerakan itu. Kinematik mengkaji

kedudukan suatu jasad di dalam ruang sebagai fungsi masa.

Sesaran adalah kuantiti vektor yang merujuk kepada jarak terdekat objek yang bergerak dari

titik permulaan kepada titik terakhir. Halaju pula adalah kuantiti vektor merujuk pula kepada

kadar perubahan sesaran objek berkenaan. Pecutan adalah kuantiti vektor yang didefinisikan

sebagai kadar perubahan halaju. Nilai pecutan wujud jika ada perubahan pada halaju sesuatu

objek.

Kebiasaanya, kita menggunakan pelbagai jenis simbol-simbol ataupun abjad-abjad untuk

mewakili sesebuah kuantiti dalam sesuatu persamaan. Contohnya secara umum kita

menggunakan:

u untuk halaju awal;

v untuk halaju akhir; dan

a untuk pecutan.

Persamaan untuk pecutan ialah:

𝑎 =𝑣 − 𝑢

𝑡

DEFINISI SECARA OPERASI

Detik pada pita detik menunjukkan kelajuan troli semasa menuruni landasan.

BAHAN

Pita detik, kertas karbon

RADAS

Landasan, troli, jangka masa detik, bekalan arus ulang alik

RAJAH

PROSEDUR

1. Bahan dan radas disusun seperti rajah di atas.

2. Landasan dicondongkan untuk membenarkan troli meluncur dengan baik.

3. Kertas karbon diletakkan pada jangka masa detik untuk menanda titik pada pita detik.

4. Pita detik di pasang melalui jangka masa detik.

5. Pita detik yang bersambung dengan bekalan arus ulang alik dihidupkan dan troli

dilepaskan.

6. Pita detik dibahagikan kepada 10 detik dan dipotong.

7. Pemerhatian direkodkan di dalam sebuah jadual.

KEPUTUSAN

(pita detik berada di dalam sampul surat)

Sesaran =x1 + x2 + x3, di mana x ialah panjang pita detik

=6.8cm + 9.7cm + 17.8cm

= 34.3cm

Masa di ambil = 3 x 10 detik

= 3 x 0.2s

= 0.6s

Purata halaju = 𝑠𝑒𝑠𝑎𝑟𝑎𝑛

𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑖𝑎𝑚𝑏𝑖𝑙

= 34.3𝑐𝑚

0.6𝑠

= 57.2cm

Purata halaju pita pertama:

u = 𝑥1

0.2 cms-1

u = 6.8

0.2 cms-1

u= 34 cms-1

Purata halaju pita ketiga:

v = 𝑥3

0.2 cms-1

v= 17.8

0.2 cms-1

v= 89 cms-1

Masa diambil untuk perubahan halaju, t

= (3-1) x 0.2s

= 2 x 0.2s

= 0.4s

Pecutan troli:

𝑎 =𝑣 − 𝑢

𝑡

𝑎 =89 − 34

0.4

=137.5 cms-2

PERBINCANGAN

Jangka masa detik adalah alat yang digunakan untuk mengkaji gerakan. Ia berfungsi seperti

jam iaitu alat pengukuran masa. Selain daripada itu, ia dapat digunakan untuk menentukan

sesaran, halaju dan pecutan sesuatu objek. Kejituannya adalah 0.02 saat. Ia menggunakan

a.u. menyebabkan jarumnya bergetar dan menghasilkan titik pada pita detik. Frekuensi

a.u.ialah 50 Hz, maka ia menghasilkan 50 getaran sesaat.

Pita detik berdetik 50 titik per saat

= frekuensi 50 Hz (50 titik yang dihasilkan dalam 1 saat)

Oleh itu, tempoh, T = 1

𝑓

= 1

50

= 0.02s

Setiap 0.02s, satu tikik dihasilkan diatas pita.

Terdapat dua cara untuk mencapai keputusan yang tepat adalah melakukan teknik

eksperimental yang baik dan keputusan berulang membenarkan pengiraan purata untuk

sesebuah keputusan.

Dalam melaksanakan amali ini, terdapat beberapa ralat yang dilakukan. Antaranya;

1. Penyambungan wayar penyambung tidak disambungkan dengan tepat.

2. Pita detik lambat dihidupkan semasa pelepasan troli.

3. Troli tidak menuruni landasan dengan betul disebabkan kedudukan awal troli yang

senget.

Ralat-ralat tersebut boleh dielakkan dengan;

1. Menyambungkan wayar-wayar dengan teliti. Cari wayar penyambung yang

bersesuaian dengan alat yang digunakan.

2. Pita detik hendaklah dihidupkan terlebih dahulu sebelum melepaskan troli.

3. Kedudukan awal troli mestilah serenjang dengan landasan.

KESIMPULAN

Pita detik dapat digunakan untuk menentukan sesaran, halaju dan pecutan sesuatu objek.