Merepresentasikan Gerakan
| English | Bahasa Indonesia |
|---|---|
| graph/ɡræf/ | grafik |
| slope/sləʊp/ | kemiringan grafik |
| velocity/vəˈlɒsɪti/ | kecepatan (vektor) |
| acceleration/əkˌseləˈreɪʃn/ | percepatan |
| area/ˈeərɪə/ | luas |
| displacement/dɪˈspleɪsmənt/ | pindahan |
Satu gerak, empat wajah
- Sebuah bola menggelinding turun dari landai. Gerak tunggal ini dapat diceritakan dengan empat cara.
- Dalam kata-kata ("dia melaju secara teratur"), dalam tabel waktu dan posisi, dalam persamaan, dan dalam grafik.
- Para fisikawan berpindah-pindah di antara ini dengan lancar — masing-masing mengungkap sesuatu yang tersembunyi oleh yang lain.
- Grafik sering kali paling kuat: bentuknya adalah ceritanya.
Grafik posisi–waktu
- Plotkan posisi terhadap waktu: nilai vertikal menunjukkan di mana benda berada.
- Kemiringan (gradien) di titik manapun adalah kecepatan.
- Garis lurus miring ⇒ kecepatan konstan; kurva ⇒ kecepatan berubah.
- Garis horizontal ⇒ benda diam (kemiringan nol).
Pada grafik posisi–waktu, apa yang diwakili oleh kemiringan garis?
Kemiringan adalah naik dibagi jalan $= \Delta x / \Delta t$, yang merupakan kecepatan.
Garis horizontal pada grafik posisi–waktu berarti benda diam.
Garis horizontal memiliki kemiringan nol, sehingga kecepatannya nol — benda diam.
Grafik kecepatan–waktu
- Sekarang plotkan kecepatan terhadap waktu — grafik berbeda dari perjalanan yang sama.
- Kemiringan adalah percepatan.
- Area antara garis dan sumbu waktu adalah perpindahan.
- Garis di bawah sumbu berarti kecepatan negatif; area-nya dihitung sebagai perpindahan negatif.
Kemiringan dan luas pada grafik
Tetapkan percepatan negatif dan lihat garis kecepatan turun sementara grafik posisi melengkung.
Pada grafik kecepatan–waktu, apa yang diwakili oleh area antara garis dan sumbu waktu?
Area $=$ kecepatan $\times$ waktu $= \Delta x$, yaitu perpindahan.
Membaca area dan kemiringan
- Kemiringan membutuhkan naik atas lari; area membutuhkan bentuk di bawah garis.
- Di bawah garis v–t lurus, area adalah segitiga atau trapesium — gunakan $\tfrac12 \times \text{base} \times \text{height}$.
- Area di bawah sumbu dikurangkan; itulah bagaimana benda bisa kembali menuju titik awalnya.
- Selalu baca label sumbu terlebih dahulu: kemiringan dan area memiliki arti berbeda pada grafik yang berbeda.
Pada grafik v–t, kecepatan meningkat secara linear dari $0$ ke $12\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ selama $6\ \text{s}$. Berapakah perpindahannya, dalam meter?
Luas segitiga $= \tfrac12 \times 6 \times 12 = 36\ \text{m}$.
Ketika percepatan konstan: SUVAT
- Dengan percepatan konstan, empat persamaan menghubungkan $s,\ u,\ v,\ a,\ t$ (set "SUVAT"):
- $v = u + at$
- $s = ut + \tfrac12 a t^2$
- $v^2 = u^2 + 2as$
- Pilih persamaan yang berisi tiga hal yang diketahui Anda dan satu hal yang tidak diketahui yang Anda inginkan.
Pasangkan setiap fitur grafik dengan apa yang diwakilinya.
Kemiringan x–t adalah kecepatan; kemiringan v–t adalah percepatan; area di bawah v–t adalah perpindahan.
Persamaan SUVAT manakah yang tidak memiliki waktu $t$ di dalamnya? $v^2 = u^2 + 2a\_\_$.
$v^2 = u^2 + 2as$ menghubungkan kecepatan, percepatan, dan perpindahan tanpa memerlukan waktu.
Kemiringan dan area tidak dapat ditukar. Pada grafik kecepatan–waktu, kemiringan adalah percepatan dan area adalah perpindahan. Pada grafik posisi–waktu, kemiringan adalah kecepatan dan area tidak memiliki makna fisika. Baca sumbu sebelum Anda menghitung.
Troli mulai dari keadaan diam dan kecepatannya meningkat dalam garis lurus hingga $12\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ selama $6\ \text{s}$.
- Grafik v–t adalah segitiga: alas $6\ \text{s}$, tinggi $12\ \tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.
- Perpindahan $=$ area $= \tfrac12 \times 6 \times 12 = 36\ \text{m}$.
Baca gerak dari grafik: pada grafik posisi–waktu, kemiringan = kecepatan; pada grafik kecepatan–waktu, kemiringan = percepatan dan area = perpindahan. Ketika percepatan konstan, persamaan SUVAT ($v=u+at$, $s=ut+\tfrac12at^2$, $v^2=u^2+2as$) melakukan sisanya.