11.1 - Gerakan Linear

Gerakan linear ialah gerakan suatu objek dalam lintasan yang lurus.

Jarak dan Sesaran

• Jarak: jumlah panjang lintasan gerakan suatu objek.
• Sesaran: jarak lintasan terpendek yang menyambungkan dua lokasi dalam satu arah tertentu.
• Unit S.I. bagi kedua-duanya: meter (m).

Jarak	Sesaran
Bergantung pada seluruh lintasan yang dilalui.	Bergantung pada kedudukan awal dan akhir sahaja.
Mempunyai magnitud sahaja.	Mempunyai magnitud dan arah.

Bagi perjalanan lengkap yang kembali ke titik mula:

• Jarak = jumlah panjang seluruh lintasan.
• Sesaran = $0\text{m}$.

Contoh: dua lintasan berserenjang, masing-masing $80\text{m}$, memberikan:

Laju, Laju Purata, Halaju dan Pecutan

Kuantiti	Maksud dan rumus
Laju	Kadar perubahan jarak: $\text{Laju}=\frac{\text{Jarak}}{\text{Masa}}$
Laju purata	Kadar perubahan jumlah jarak yang dilalui: $\text{Laju purata}=\frac{\text{Jumlah jarak}}{\text{Jumlah masa}}$
Halaju	Kadar perubahan sesaran: $\text{Halaju}=\frac{\text{Sesaran}}{\text{Masa}}$
Pecutan	Kadar perubahan halaju: $a=\frac{v-u}{t}$

• Unit S.I. bagi laju, laju purata dan halaju: meter per saat (${\text{m s}}^{-1}$).
• Unit S.I. bagi pecutan: meter per saat per saat (${\text{m s}}^{-2}$).
• Dalam $a=\frac{v-u}{t}$, $a$ = pecutan, $v$ = halaju akhir, $u$ = halaju awal dan $t$ = masa yang diambil.
• Tanda positif atau negatif pada halaju mewakili arah gerakan.
• Pecutan berlaku apabila halaju bertambah.
• Nyahpecutan berlaku apabila halaju berkurang; nilai pecutannya negatif.

Penyelesaian Masalah Berangka

Contoh laju purata: seorang pelari $100\text{m}$ mencatat masa $12.58\text{s}$.

Contoh pecutan: seorang pelari memecut dari keadaan pegun hingga $10.44{\text{m s}}^{-1}$ dalam $9.58\text{s}$.

Jangka Masa Detik dan Jenis Gerakan Linear

• Jangka masa detik menghasilkan titik pada pita detik untuk mengkaji halaju dan pecutan objek yang bergerak.
• Jangka masa detik bergetar pada 50 getaran per saat (50 Hz).
• Satu detik ialah sela masa antara dua titik bersebelahan.
• Getfoto mengukur gerakan yang sangat laju atau gerakan dalam jangka masa pendek dengan tepat.

• Bilangan detik = bilangan ruang antara titik = bilangan titik $-1$.
• Bagi keratan lima detik, $t=5(0.02)=0.10\text{s}$.

Corak keratan/titik berturutan	Jenis gerakan
Jarak sama	Halaju seragam
Jarak bertambah secara seragam	Halaju bertambah secara seragam (pecutan seragam)
Jarak berkurang secara seragam	Halaju berkurang secara seragam (nyahpecutan seragam)
Jarak tidak sekata	Halaju tidak seragam

Aktiviti 11.2: Menentukan Halaju dan Pecutan

Tujuan: Menentukan halaju dan pecutan objek menggunakan jangka masa detik.

Bahan dan radas: pita detik, jangka masa detik, landasan, bongkah kayu, troli, pembaris meter dan bekalan arus ulang-alik $12\text{V}$.

1. Susun radas dengan landasan dicondongkan menggunakan bongkah kayu.
2. Hidupkan jangka masa detik dan biarkan troli bergerak menuruni landasan.
3. Kumpulkan pita detik dan potong kepada lima jalur yang masing-masing mempunyai 10 detik.
4. Susun jalur secara bersebelahan untuk membentuk carta pita detik dan catat panjang setiap jalur.
5. Hitung halaju setiap jalur menggunakan $\text{halaju}=\frac{\text{panjang jalur}}{0.2\text{s}}$.
6. Hitung pecutan menggunakan halaju jalur 1 dan 5 serta $t=(5-1)(0.2)=0.8\text{s}$.