2.2 Graf Gerakan Linear
Graf Sesaran-Masa (s–t)
Definisi Graf: Graf ini menunjukkan perubahan sesaran (s) objek terhadap masa (t). Ini bermaksud graf ini membantu kita melihat kedudukan objek berubah dari masa ke masa, sama ada objek semakin jauh, semakin dekat, atau tidak berubah kedudukannya.
Kecerunan = Halaju: Kecerunan graf sesaran-masa mewakili halaju objek. Jika garisan graf lebih curam, objek bergerak lebih laju, manakala garisan yang kurang curam menunjukkan pergerakan yang lebih perlahan.
Rumus Kecerunan: Halaju = Sesaran ÷ Masa. Rumus ini digunakan untuk mengira seberapa cepat objek bergerak dengan membahagikan jumlah perubahan sesaran dengan tempoh masa yang diambil. Dengan kata lain, rumus ini membantu pelajar memahami hubungan antara sejauh mana objek bergerak dan berapa lama masa yang digunakan untuk pergerakan tersebut, supaya kelajuan pergerakan objek dapat ditentukan dengan jelas.
Garis Ufuk: Kecerunan sifar menunjukkan objek tidak bergerak (halaju v = 0). Ini bermaksud kedudukan objek tidak berubah walaupun masa terus berlalu. Walaupun masa bertambah, graf kekal mendatar kerana objek berada dalam keadaan rehat dan tidak mengalami sebarang pergerakan ke hadapan atau ke belakang.
Garis Condong Ke Atas: Kecerunan positif malar menunjukkan objek bergerak dengan halaju seragam. Objek bergerak ke hadapan pada kelajuan yang sama sepanjang masa. Ini menunjukkan bahawa objek menempuh jarak yang sama bagi setiap selang masa yang sama tanpa sebarang perubahan dalam kelajuannya.
Garis Condong Ke Bawah: Kecerunan negatif malar menunjukkan objek bergerak ke arah bertentangan dengan halaju seragam. Ini bermaksud objek bergerak secara tetap tetapi dalam arah yang berlawanan. Walaupun kelajuannya adalah seragam, arah pergerakan adalah songsang berbanding arah rujukan yang dipilih.
Garis Melengkung Ke Atas: Kecerunan yang semakin meningkat menunjukkan objek mengalami pecutan seragam. Halaju objek bertambah secara berterusan apabila masa berlalu. Ini bermaksud objek bergerak semakin laju kerana pertambahan halaju yang sama berlaku dalam setiap selang masa.
Garis Melengkung Ke Bawah: Kecerunan yang semakin menurun menunjukkan objek mengalami nyahpecutan seragam. Objek semakin perlahan dari masa ke masa. Keadaan ini berlaku apabila halaju objek berkurang secara berperingkat sehingga objek mungkin akhirnya berhenti jika nyahpecutan berterusan.
Graf Halaju-Masa (v–t)
Definisi Graf: Graf ini menunjukkan perubahan halaju (v) objek terhadap masa (t). Ini bermaksud graf ini digunakan untuk melihat bagaimana kelajuan dan arah pergerakan objek berubah apabila masa berlalu. Melalui graf ini, kita dapat mengetahui sama ada objek sedang bergerak dengan cepat, bergerak perlahan, berhenti seketika, atau menukar kelajuannya sepanjang pergerakan.
Kecerunan = Pecutan: Kecerunan graf halaju-masa mewakili pecutan objek. Jika garisan graf condong dengan curam, ini menunjukkan pecutan yang besar kerana halaju berubah dengan cepat. Sebaliknya, jika garisan graf mendatar, ini bermaksud halaju tidak berubah dan objek tidak mengalami sebarang pecutan.
Rumus Kecerunan: Pecutan = (v − u) ÷ t, di mana u ialah halaju awal. Rumus ini digunakan untuk mengira kadar perubahan halaju dalam satu tempoh masa tertentu, iaitu berapa banyak halaju bertambah atau berkurang bagi setiap saat pergerakan objek.
Luas = Sesaran: Luas di bawah graf menunjukkan sesaran atau jarak yang dilalui objek. Ini bermaksud kawasan yang terbentuk antara graf dan paksi masa mewakili sejauh mana objek telah bergerak dalam tempoh masa tersebut.
Kira Luas: Luas boleh dikira dengan membahagikan kawasan graf kepada bentuk geometri seperti trapezium, segi empat tepat atau segi tiga. Kaedah ini memudahkan pengiraan kerana setiap bentuk mempunyai rumus luas yang mudah digunakan oleh pelajar.
Garis Ufuk (di atas paksi-t): Halaju malar menunjukkan pecutan sifar (a = 0). Dalam keadaan ini, objek bergerak dengan kelajuan yang sama sepanjang masa tanpa mempercepat atau memperlahankan pergerakannya.
Garis Condong Ke Atas: Kecerunan positif malar menunjukkan pecutan seragam positif. Ini bermaksud halaju objek meningkat secara tetap, iaitu objek menjadi semakin laju dengan pertambahan yang sama bagi setiap selang masa.
Garis Condong Ke Bawah: Kecerunan negatif malar menunjukkan nyahpecutan seragam. Dalam situasi ini, halaju objek berkurang secara tetap, menandakan objek sedang memperlahankan pergerakannya dengan kadar yang sama setiap saat.
Garis Melengkung: Halaju berubah secara tidak seragam, menunjukkan pecutan tidak tetap. Ini bermaksud pecutan objek sentiasa berubah dari masa ke masa, menyebabkan halaju bertambah atau berkurang dengan cara yang tidak sekata.
Graf Pecutan-Masa (a–t)
Definisi Graf: Graf ini menunjukkan perubahan pecutan (a) objek terhadap masa (t). Ini bermaksud graf ini digunakan untuk melihat sama ada pecutan objek kekal sama, bertambah, atau berkurang apabila masa berlalu. Dengan memerhati graf ini, kita boleh memahami bagaimana gerakan objek dipengaruhi oleh daya yang bertindak ke atasnya.
Paksi-y = Pecutan: Nilai pecutan objek dapat dibaca terus dari paksi-y, dalam unit m s⁻². Ini bermaksud setiap titik pada graf menunjukkan nilai pecutan tertentu pada masa tertentu, sama ada pecutan itu positif, negatif, atau sifar, yang memberitahu kita keadaan gerakan objek pada waktu tersebut.
Garis Ufuk pada a = 0: Menunjukkan pecutan sifar, iaitu objek bergerak dengan halaju seragam. Dalam keadaan ini, halaju objek tidak berubah kerana tiada daya paduan yang menyebabkan objek mempercepat atau memperlahankan gerakannya.
Garis Ufuk pada Nilai Positif: Menunjukkan objek mengalami pecutan seragam positif. Ini bermaksud objek sedang mempercepat pada kadar yang tetap, menyebabkan halajunya bertambah dengan jumlah yang sama bagi setiap selang masa yang sama.
Garis Ufuk pada Nilai Negatif: Menunjukkan objek mengalami pecutan seragam negatif (nyahpecutan). Dalam situasi ini, objek sedang memperlahankan gerakannya secara tetap, di mana halaju berkurang dengan kadar yang sama setiap saat.
Kecerunan = Jerk: Kecerunan graf pecutan-masa menunjukkan kadar perubahan pecutan, yang dikenali sebagai jerk. Ini bermaksud jerk menerangkan sama ada pecutan itu meningkat, menurun, atau kekal sama apabila masa berubah, walaupun konsep ini biasanya diperkenalkan pada tahap yang lebih tinggi.
Luas = Perubahan Halaju: Luas di bawah graf mewakili perubahan halaju objek. Dengan mengira luas kawasan di bawah graf pecutan-masa bagi suatu tempoh masa tertentu, kita dapat menentukan berapa banyak halaju objek telah bertambah atau berkurang dalam tempoh tersebut.