2.1 Gerakan Linear
Unit ini menghuraikan jenis gerakan linear, menentukan jarak, sesaran, laju, halaju dan pecutan, serta menyelesaikan masalah menggunakan empat persamaan gerakan linear.
SP 2.1.1Menghuraikan jenis gerakan linear bagi objek yang berada dalam keadaan:- (i) pegun.
- (ii) halaju seragam.
- (iii) halaju tidak seragam.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menghuraikan
Murid perlu menerangkan secara terperinci tiga keadaan gerakan linear dari segi sesaran, halaju dan pecutan.
- Isi(i) PegunHuraian
Sesaran tidak berubah dengan masa, halaju sifar dan pecutan sifar.
ContohKereta di tempat letak kereta kekal di kedudukan sama selama 1 jam.
- Isi(ii) Halaju seragamHuraian
Sesaran bertambah dengan kadar tetap; laju dan arah tidak berubah; pecutan sifar.
ContohKereta api bergerak 25 m s⁻¹ ke utara di landasan lurus: setiap saat ia bergerak 25 m.
- Isi(iii) Halaju tidak seragamHuraian
Halaju berubah (laju atau arah berubah), maka objek mengalami pecutan atau nyahpecutan.
ContohBas bertolak dari perhentian: halajunya bertambah daripada 0 kepada 15 m s⁻¹.
JadualJenis gerakan linear
| Keadaan | Penerangan | Contoh |
|---|---|---|
| Pegun | Sesaran tidak berubah; halaju sifar dan pecutan sifar. | Buku di atas meja. |
| Halaju seragam | Laju dan arah tetap; pecutan sifar. | Kereta bergerak 20 m s⁻¹ di jalan lurus tanpa mengubah laju. |
| Halaju tidak seragam | Laju atau arah berubah; objek memecut atau menyahpecut. | Kereta memecut dari lampu isyarat atau membrek sebelum berhenti. |
Peta pokokJenis gerakan linear
- Halaju sifar
- Kedudukan tidak berubah
- Contoh: kereta diletak di tempat letak kereta
- Laju dan arah tetap
- Pecutan sifar
- Contoh: kereta bergerak 20 m s⁻¹ di jalan lurus
- Halaju berubah
- Ada pecutan atau nyahpecutan
- Contoh: kereta mula bergerak dari lampu isyarat
SP 2.1.2Menentukan: (i) jarak dan sesaran.- Menentukan: (ii) laju dan halaju.
- Menentukan: (iii) pecutan/ nyahpecutan.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menentukan
Murid perlu mengira jarak dan sesaran, laju dan halaju, serta pecutan atau nyahpecutan daripada data, termasuk data pita detik atau get cahaya (photogate).
- Isi(i) Jarak dan sesaranHuraian
Jarak ialah jumlah panjang lintasan (skalar). Sesaran ialah jarak terpendek dari kedudukan awal ke akhir dalam arah tertentu (vektor).
ContohBerjalan 40 m ke timur kemudian 30 m ke utara: jarak 70 m, sesaran 50 m ke timur laut.
- Isi(ii) Laju dan halajuHuraian
Laju = jarak/masa; halaju = sesaran/masa. Pada pita detik 50 Hz, masa satu detik = 0.02 s, maka halaju = panjang jalur ÷ masa jalur.
ContohJalur 5 detik (0.10 s) sepanjang 4.0 cm memberi halaju 0.040 m ÷ 0.10 s = 0.40 m s⁻¹.
- Isi(iii) Pecutan dan nyahpecutanHuraian
a = (v − u)/t. Nilai negatif ialah nyahpecutan. Get cahaya dan pemasa elektronik mengukur masa dengan lebih jitu daripada pita detik.
ContohHalaju berubah dari 0.40 m s⁻¹ ke 1.00 m s⁻¹ dalam 0.50 s: a = 0.60 ÷ 0.50 = 1.2 m s⁻².
JadualKuantiti gerakan linear
| Kuantiti | Takrif | Jenis | Unit |
|---|---|---|---|
| Jarak | Jumlah panjang lintasan | Skalar | m |
| Sesaran | Jarak terpendek dalam arah tertentu dari kedudukan awal | Vektor | m |
| Laju | Jarak ÷ masa | Skalar | m s⁻¹ |
| Halaju | Sesaran ÷ masa | Vektor | m s⁻¹ |
| Pecutan | (v − u) ÷ t, kadar perubahan halaju | Vektor | m s⁻² |
| Nyahpecutan | Pecutan bernilai negatif; halaju berkurang | Vektor | m s⁻² |
Peta alirContoh: jarak dan sesaran
- Ali berjalan 40 m ke timur, kemudian 30 m ke utara dalam 50 s
- Jarak = 40 m + 30 m = 70 m
- Sesaran = √(40² + 30²) = √2500 = 50 m (arah timur laut)
- Laju purata = 70 m ÷ 50 s = 1.4 m s⁻¹
- Halaju purata = 50 m ÷ 50 s = 1.0 m s⁻¹
SP 2.1.3Menyelesaikan masalah gerakan linear dengan menggunakan persamaan:- (i) v = u + at.
- (ii) s = ½(u + v)t.
- (iii) s = ut + ½at².
- (iv) v² = u² + 2as.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menyelesaikan
Murid perlu memilih dan menggunakan persamaan gerakan linear yang sesuai, memahami terbitannya, bagi gerakan dengan pecutan seragam sahaja.
- IsiTerbitan persamaanHuraian
Daripada a = (v − u)/t diperoleh (i) v = u + at. Sesaran = halaju purata × masa memberi (ii) s = ½(u + v)t. Gantikan v = u + at ke dalam (ii) untuk (iii) s = ut + ½at². Hapuskan t daripada (i) dan (ii) untuk (iv) v² = u² + 2as.
ContohGantikan v = u + at: s = ½(u + u + at)t = ut + ½at².
- IsiMemilih persamaanHuraian
Senaraikan s, u, v, a, t. Pilih persamaan yang tidak mengandungi kuantiti yang tidak diberi dan tidak dicari.
ContohDiberi u, a, s dan dicari v (tiada t): guna v² = u² + 2as.
- IsiLangkah kerja dengan unitHuraian
Tukar unit kepada S.I., gantikan nilai, kira dan tulis jawapan dengan unit dan arah jika perlu.
Contohu = 0, a = 4 m s⁻², s = 50 m: v² = 0 + 2(4)(50) = 400, v = 20 m s⁻¹.
JadualEmpat persamaan gerakan linear (pecutan seragam)
| Persamaan | Kuantiti tidak terlibat |
|---|---|
| v = u + at | s |
| s = ½(u + v)t | a |
| s = ut + ½at² | v |
| v² = u² + 2as | t |
Peta alirContoh: v = u + at
- Kereta pegun memecut 2 m s⁻² selama 5 s. Cari halaju akhir.
- u = 0 m s⁻¹, a = 2 m s⁻², t = 5 s
- v = u + at = 0 + (2 m s⁻²)(5 s)
- v = 10 m s⁻¹
Peta alirContoh: s = ½(u + v)t
- Basikal bertambah laju dari 4 m s⁻¹ ke 12 m s⁻¹ dalam 3 s. Cari sesaran.
- u = 4 m s⁻¹, v = 12 m s⁻¹, t = 3 s
- s = ½(4 + 12)(3) m
- s = ½(16)(3) = 24 m
Peta alirContoh: s = ut + ½at²
- Objek bergerak 2 m s⁻¹ dan memecut 3 m s⁻² selama 4 s. Cari sesaran.
- u = 2 m s⁻¹, a = 3 m s⁻², t = 4 s
- s = (2)(4) + ½(3)(4²) m
- s = 8 + 24 = 32 m
Peta alirContoh: v² = u² + 2as
- Motosikal pegun memecut 4 m s⁻² sejauh 50 m. Cari halaju akhir.
- u = 0 m s⁻¹, a = 4 m s⁻², s = 50 m
- v² = 0² + 2(4)(50) = 400 m² s⁻²
- v = √400 = 20 m s⁻¹
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- SUVAT
- Lima pemboleh ubah persamaan gerakan: s sesaran, u halaju awal, v halaju akhir, a pecutan, t masa.
Kad imbas
- Objek bergerak dengan halaju seragam
- Laju dan arah tetap; pecutan sifar
- Sesaran
- Jarak terpendek dari kedudukan awal ke akhir dalam arah tertentu (vektor)
- Pecutan
- a = (v − u) ÷ t, unit m s⁻²
- Persamaan tanpa t
- v² = u² + 2as
- Persamaan tanpa v
- s = ut + ½at²
Semak kefahaman
Nyatakan halaju dan pecutan bagi objek yang pegun. (SP 2.1.1)
Lihat jawapan
Objek pegun mempunyai halaju sifar dan pecutan sifar.
Ali berjalan 40 m ke timur, kemudian 10 m ke barat. Hitung jarak dan sesarannya. (SP 2.1.2)
Lihat jawapan
Jarak = 40 + 10 = 50 m; sesaran = 40 − 10 = 30 m ke timur.
Sebuah bas bergerak 10 m s⁻¹ dan memecut 2 m s⁻² selama 5 s. Hitung halaju akhir bas. (SP 2.1.3)
Lihat jawapan
v = u + at = 10 + 2 × 5 = 20 m s⁻¹.
17 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Tahap Penguasaan (TP)
| TP | Tafsiran |
|---|---|
| TP1 | Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Daya dan Gerakan I. |
| TP2 | Memahami Daya dan Gerakan I serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. |
| TP3 | Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan I untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan I dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan I dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| TP6 | Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Daya dan Gerakan I dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. |
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
- TP1
Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Daya dan Gerakan I.
Aktiviti: Murid menonton demonstrasi guru berjalan perlahan, berjalan seragam dan berhenti, lalu memadankan kad bergambar dengan istilah pegun, halaju seragam atau halaju tidak seragam. 10 minit.
Evidens PBD: Padanan kad dan sebutan istilah dicatat guru
SP disasar: 2.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami Daya dan Gerakan I serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
Aktiviti: Secara berpasangan, murid mengukur laluan berbentuk L sepanjang 3 m ke timur dan 4 m ke utara, lalu menerangkan beza jarak dan sesaran serta beza laju dan halaju dengan bahasa mereka sendiri.
Evidens PBD: Lembaran kerja penerangan jarak, sesaran, laju dan halaju
SP disasar: 2.1.1, 2.1.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan I untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Murid menggunakan jangka masa detik dan troli bergerak menuruni landasan condong, memotong pita detik, mengira halaju awal dan akhir serta pecutan, kemudian memilih persamaan gerakan yang sesuai bagi satu pengiraan situasi biasa.
Evidens PBD: Pita detik berlabel dan pengiraan dengan unit betul
SP disasar: 2.1.2, 2.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan I dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Murid menyelesaikan masalah kereta memecut dari 10 m s⁻¹ kepada 30 m s⁻¹ dalam 8 s, kemudian menentukan sesaran dan halaju selepas jarak tertentu dengan memilih antara v = u + at, s = ut + ½at² dan v² = u² + 2as.
Evidens PBD: Penyelesaian langkah demi langkah dengan unit setiap baris
SP disasar: 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan I dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Dua kenderaan bergerak pada laluan lurus dengan nilai u, a dan masa berbeza. Murid mengira kedudukan masing-masing dan memutuskan sama ada kenderaan kedua sempat memintas, lalu menjustifikasi keputusan dengan pengiraan.
Evidens PBD: Pengiraan dan justifikasi bertulis keputusan memintas
SP disasar: 2.1.2, 2.1.3 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - TP6
Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Daya dan Gerakan I dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Aktiviti: Dalam kumpulan, murid mereka bentuk permainan trek troli di dalam kelas dengan syarat jarak, masa dan pecutan tertentu. Mereka menetapkan nilai, mengira jawapan dengan keempat-empat persamaan gerakan dan menguji ramalan menggunakan stopwatch.
Evidens PBD: Rekod reka bentuk, pengiraan ramalan dan keputusan ujian
SP disasar: 2.1.1, 2.1.2, 2.1.3 · Latihan sepadan: aras Mencipta
Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan
Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 30 unit Fizik Tingkatan 4 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.