Langkau ke kandungan
Fizik · Tingkatan 6 (STPM Physics) · Wave Motion

21.3 Principle of superposition

Unit ini menyatakan prinsip superposisi (principle of superposition) dan mengaplikasikannya, y = y₁ + y₂, untuk mencari sesaran paduan.

  • STPM
  • 2 SP
  • 11 latihan
  • Percuma

SP 21.3.1State the principle of superposition;

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas State (Menyatakan)

Calon perlu menyatakan prinsip superposisi gelombang.

  1. IsiPernyataan
    Huraian

    Apabila dua atau lebih gelombang bertemu pada satu titik, sesaran paduan ialah hasil tambah vektor sesaran setiap gelombang pada ketika itu; selepas bertembung, setiap gelombang meneruskan perambatan tanpa berubah.

    Contoh

    Dua denyut di atas tali bertindih sebentar, kemudian berpisah dengan bentuk asal.

  2. IsiGelombang tidak saling mengganggu
    Huraian

    Superposisi hanya berlaku semasa gelombang bertindih. Selepas bertembung, setiap gelombang meneruskan perambatan dengan amplitud, frekuensi dan arah asalnya seolah-olah tiada pertembungan.

    Contoh

    Dua orang bercakap serentak di dalam bilik: suara kedua-duanya bercampur di telinga, tetapi setiap suara tetap sampai kepada pendengar lain dengan jelas.

NotaPrinsip superposisi

Prinsip superposisi (principle of superposition): apabila dua atau lebih gelombang bertemu pada satu titik, sesaran paduan pada titik itu ialah hasil tambah vektor sesaran setiap gelombang pada ketika itu, y = y₁ + y₂. Selepas bertembung, setiap gelombang meneruskan perambatan tanpa berubah.

SP 21.3.1

Poin utamaPerkara penting

  • Sesaran ditambah dengan tanda (atas positif, bawah negatif).
  • Prinsip ini asas bagi gelombang pegun, rentak dan interferens.
  • Tenaga tidak hilang; ia diagihkan semula.
SP 21.3.1SP 21.3.2

SP 21.3.2Apply the principle of superposition, y = y1 + y2.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Apply (Mengaplikasikan)

Calon perlu mengaplikasikan y = y₁ + y₂ untuk mencari sesaran paduan dan amplitud paduan, termasuk interferens membina dan memusnah.

  1. IsiTambah dengan tanda
    Huraian

    Sesaran ke atas positif dan ke bawah negatif; tambahkan secara algebra.

    Contoh

    y₁ = +3.0 mm, y₂ = −1.0 mm: y = +2.0 mm.

  2. IsiMembina dan memusnah
    Huraian

    Sefasa: amplitud paduan A₁ + A₂; antifasa: |A₁ − A₂|.

    Contoh

    Amplitud 3 cm dan 5 cm: sefasa 8 cm, antifasa 2 cm.

Peta buih bergandaInterferens membina vs memusnah

Interferens membina (constructive)gelombang sefasa (beza fasa 0, 2π, ...)amplitud paduan A₁ + A₂puncak bertemu puncak
Persamaanmematuhi y = y₁ + y₂berlaku apabila gelombang bertindihgelombang tidak berubah selepas bertembung
Interferens memusnah (destructive)gelombang antifasa (beza fasa π, 3π, ...)amplitud paduan |A₁ − A₂|puncak bertemu lembangan
SP 21.3.2

Peta alirContoh: aplikasi y = y₁ + y₂

  1. Pada satu titik dan ketika, gelombang 1 memberi y₁ = +3.0 mm dan gelombang 2 memberi y₂ = −1.0 mm.
  2. Tambah secara algebra (dengan tanda): y = y₁ + y₂ = 3.0 + (−1.0).
  3. y = +2.0 mm.
  4. Jika dua gelombang amplitud 2.0 mm sefasa: amplitud paduan = 4.0 mm; jika antifasa: 0 mm.
SP 21.3.2

Ingat: mnemonik & kad imbas

Mnemonik

SAT
Superposisi: Algebra Tambah sesaran (y = y₁ + y₂) dengan tanda.

Kad imbas

Prinsip superposisi
Sesaran paduan = hasil tambah vektor sesaran setiap gelombang
Persamaan superposisi
y = y₁ + y₂
Dua gelombang sefasa amplitud A
Amplitud paduan 2A (membina)
Dua gelombang antifasa amplitud sama
Amplitud paduan 0 (memusnah)
Selepas bertembung
Setiap gelombang meneruskan perambatan tanpa berubah

Semak kefahaman

  1. Nyatakan prinsip superposisi (principle of superposition). (SP 21.3.1)

    Lihat jawapan

    Apabila dua atau lebih gelombang bertemu pada satu titik, sesaran paduan ialah hasil tambah vektor sesaran setiap gelombang pada titik itu.

  2. Pada satu titik, y₁ = +4.0 mm dan y₂ = −6.0 mm. Hitung sesaran paduan. (SP 21.3.2)

    Lihat jawapan

    y = y₁ + y₂ = 4.0 + (−6.0) = −2.0 mm.

11 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.

Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (4)
  1. Mengingat

    Aktiviti: Murid menyatakan prinsip superposisi dan menulis y = y₁ + y₂ dengan maksud simbol dalam 8 minit.

    Bukti hasil kerja: Kad semakan lengkap; semak ketepatan dan kelengkapan oleh guru.

    SP disasar: 21.3.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat
  2. Memahami

    Aktiviti: Dalam pasangan, murid melakar hasil tambah dua denyut gelombang pada tali ketika bertindih dan selepas bertemu, menggunakan kertas grafik.

    Bukti hasil kerja: Lakaran berlabel dan semakan; semak ketepatan dan kelengkapan oleh guru.

    SP disasar: 21.3.1 · Latihan sepadan: aras Memahami
  3. Mengaplikasi

    Aktiviti: Murid menambah graf dua gelombang sinus sefasa dan berlawan fasa, titik demi titik, untuk mendapatkan gelombang paduan.

    Bukti hasil kerja: Graf paduan dan jadual nilai; semak ketepatan dan kelengkapan oleh guru.

    SP disasar: 21.3.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi
  4. Menganalisis

    Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis gelombang paduan dua gelombang frekuensi hampir sama dan menerangkan bentuk sampul dan denyutan.

    Bukti hasil kerja: Graf dan penerangan; semak ketepatan dan kelengkapan oleh guru.

    SP disasar: 21.3.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis

Cadangan ini mengikut aras kognitif hasil pembelajaran (bukan TP DSKP kerana STPM tiada TP). Buka unit dan latihan

Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 109 unit Fizik STPM untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.

Unit lain dalam Wave Motion

  1. 21.1 Progressive waves
  2. 21.2 Wave intensity
  3. 21.3 Principle of superposition
  4. 21.4 Standing waves
  5. 21.5 Electromagnetic waves