6.1 Newton’s law of universal gravitation
Unit ini menyatakan hukum kegravitian semesta Newton (Newton's law of universal gravitation) dan menggunakan rumus F = GMm/r².
SP 6.1.1State Newton’s law of universal gravitation;
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas State (Menyatakan)
Calon perlu menyatakan hukum kegravitian semesta Newton dengan tepat.
- IsiPernyataan hukumHuraian
Daya tarikan graviti antara dua jisim titik berkadar terus dengan hasil darab jisim-jisimnya dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara pusatnya.
ContohJarak Bumi-Bulan bertambah dua kali, daya menjadi ¼.
- IsiSifat dayaHuraian
Daya sentiasa tarikan, bertindak sepanjang garis yang menyambung pusat dua jisim, dan membentuk pasangan tindakan-tindak balas (sama magnitud, bertentangan arah).
ContohBumi menarik epal dan epal menarik Bumi dengan daya yang sama magnitud.
NotaHukum kegravitian semesta Newton
Daya tarikan graviti antara dua jisim titik berkadar terus dengan hasil darab jisim-jisimnya dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara pusat-pusatnya: F = GMm/r². G ialah pemalar kegravitian (gravitational constant), G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻². Daya ini sentiasa tarikan, bertindak sepanjang garis yang menyambungkan kedua-dua pusat, dan merupakan pasangan tindakan-tindak balas (sama magnitud, bertentangan arah).
Peta buihCiri daya graviti
SP 6.1.2Use the formula F = GMm/r^2.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Use (Menggunakan)
Calon perlu menggunakan F = GMm/r² dalam pengiraan, dengan r jarak antara pusat jisim.
- IsiPengiraan langsungHuraian
Gantikan G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻², jisim dalam kg dan r dalam m (antara pusat).
ContohDua jisim 50 kg pada 1.0 m: F = 1.67 × 10⁻⁷ N.
- IsiPenaakulan nisbahHuraian
F ∝ Mm/r². Ubah satu faktor dan kira nisbah tanpa nilai G.
ContohJisim kedua-dua digandakan dan jarak digandakan: F baharu = (2 × 2)/2² = 1 kali, tidak berubah.
Peta alirContoh: daya antara Bumi dan Bulan
- M = 5.97 × 10²⁴ kg, m = 7.35 × 10²² kg, r = 3.84 × 10⁸ m, G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻².
- GMm = 6.67 × 10⁻¹¹ × 5.97 × 10²⁴ × 7.35 × 10²² = 2.93 × 10³⁷ N m².
- r² = (3.84 × 10⁸)² = 1.47 × 10¹⁷ m².
- F = 2.93 × 10³⁷ / 1.47 × 10¹⁷ = 1.99 × 10²⁰ N.
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- GMM
- G darab M darab m, bahagi r kuasa dua: F = GMm/r².
Kad imbas
- Hukum kegravitian semesta Newton
- F berkadar terus dengan Mm dan songsang dengan r²
- Nilai G
- 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻²
- Jarak digandakan
- Daya menjadi ¼
- Arah daya graviti
- Tarikan sepanjang garis antara pusat
Semak kefahaman
Nyatakan hukum kegravitian semesta Newton (Newton's law of universal gravitation). (SP 6.1.1)
Lihat jawapan
Daya tarikan graviti antara dua jisim titik berkadar terus dengan hasil darab jisim-jisimnya dan berkadar songsang dengan kuasa dua jarak antara pusatnya.
Hitung daya graviti antara dua bola 10 kg yang pusatnya berjarak 0.50 m (G = 6.67 × 10⁻¹¹ N m² kg⁻²). (SP 6.1.2)
Lihat jawapan
F = GMm/r² = 6.67 × 10⁻¹¹ × 10 × 10/0.50² = 2.67 × 10⁻⁸ N.
11 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Untuk guru: cadangan aktiviti ikut aras kognitif (5)
- Mengingat
Aktiviti: Murid menyatakan hukum kegravitian semesta Newton dan menyalin F = GMm/r² dengan maksud simbol dan nilai G dalam kad semakan selama 8 minit.
Bukti hasil kerja: Kad semakan; semak pernyataan dan unit G.
SP disasar: 6.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - Memahami
Aktiviti: Dalam pasangan, murid menerangkan hukum kuasa dua songsang dengan jadual daya apabila jarak digandakan, digandakan tiga kali dan dibahagi dua.
Bukti hasil kerja: Jadual nisbah daya dan penerangan lisan.
SP disasar: 6.1.1 · Latihan sepadan: aras Memahami - Mengaplikasi
Aktiviti: Murid mengira daya graviti antara Bumi dan Bulan dan antara dua murid berjarak 1 m menggunakan data yang diberi, lalu membandingkan magnitudnya.
Bukti hasil kerja: Lembaran pengiraan berunit dan perbandingan magnitud.
SP disasar: 6.1.2 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - Menganalisis
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid menganalisis graf F melawan 1/r² untuk dua jisim dan menentukan G daripada kecerunan graf data diberi.
Bukti hasil kerja: Graf, kecerunan dan nilai G; semak ketepatan dan kelengkapan oleh guru.
SP disasar: 6.1.2 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - Menilai
Aktiviti: Murid menilai mengapa daya graviti antara objek harian tidak dapat dikesan, menggunakan anggaran magnitud dan menjustifikasi dalam perenggan pendek.
Bukti hasil kerja: Perenggan justifikasi dengan angka sokongan; semak ketepatan dan kelengkapan oleh guru.
SP disasar: 6.1.2 · Latihan sepadan: aras Menilai
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.