Gerakan Pita Detik.
Jangka masa detik terdiri daripada logam yang bergetar 50 kali persaat (50 Hz) dengan bekalan arus ulang-alik. Ia menghasilkan 50 titik persaat apabila pita detik ditarik melaluinya.
Satu detik ditakrifkan sebagai selang masa antara dua titik yang berturutan. Satu detik adalah sama dengan \(\frac{1}{50}\)saat atau 0.02 saat.
Rajah di atas mempunyai 4 detik, maka masa yang diambil untuk membuat gerakan itu ialah 4 detik \(\times\) 0.02 saat = 0.08 saat.
Jarak antara dua titik berturutan bergantung pada kelajuan pita detik.
Pita detik yang bergerak laju menghasilkan titik-titik berturutan yang lebih jauh. Manakala pita detik yang bergerak perlahan menghasilkan titik-titik yang lebih rapat. Masa bagi satu detik adalah tetap (0.02 saat) tidak kira berapa jauh jarak antara titik berturutan.
Jenis gerakan dapat ditafsirkan melalui perubahan jarak antara titik pada pita detik.
Mari ingat semula, halaju adalah kadar perubahan sesaran terhadap masa. Halaju antara dua titik berturutan dapat diukur dengan membahagi sesaran antara dua titik tersebut dengan 0.02 saat. Oleh kerana masa yang diambil untuk menghasilkan 1 detik adalah tetap (0.02 saat bagi setiap detik) maka semakin jauh sesaran antara dua titik, semakin tinggi halaju gerakannya.
Jarak yang seragam antara titik-titik pita detik menunjukkan halaju seragam. Pecutannya adalah sifar, kenapa? Pecutan adalah kadar perubahan halaju terhadap masa, jika tiada perubahan halaju maka tiada pecutan.
 |
| Halaju seragam, pecutan sifar. |
Perubahan sesaran secara seragam antara titik-titik menandakan perubahan halaju secara seragam. Rujuk rajah di bawah. Perlu saya tekankan, ada perbezaan antara 'halaju seragam' dan 'perubahan halaju secara seragam'. Perubahan pada halaju akan menyebabkan berlaku pecutan atau nyahpecutan.
Pertambahan halaju secara seragam menghasilkan pecutan seragam.
 |
| Halaju bertambah secara seragam. Pecutan malar. |
Apabila jarak antara titik berkurang secara seragam, halaju berkurang secara seragam. Gerakan tersebut mengalami nyahpecutan seragam.
 |
| Halaju berkurang secara seragam. Nyahpecutan malar. |
|
|
Untuk mengira halaju awal, titik pertama dikira dengan memerhatikan arah gerakan pita detik seperti rajah di bawah.
Mengira Halaju dan Pecutan Pita Detik
Halaju
Untuk mengira halaju satu detik, sesaran pada detik tersebut dibahagikan dengan masa bagi satu satu detik iaitu 0.02 saat. Contohnya sesaran bagi detik pertama ialah 4 cm dan masa ialah 0.02 saat. Maka halajunya ialah 4/0.02 saat = 200 cm persaat.
Halaju purata bagi gerakan di atas:
$$\begin{align} \smash Jumlah\ sesaran&= 4\ cm + 5\ cm + 6\ cm \\ &=15\ cm
\\ \\ Jumlah\ masa &= 3\ detik \times 0.02\ saat \\ &= 0.06\ s \\ \\
Halaju\ purata,\ v&=\frac{s}{t}
\\&=\frac {15\ cm}{0.06\ s}
\\&=250\ cm\ s^{-1}
\end{align}$$
Pecutan Pita Detik
Bagi pengiraan pecutan pita detik di atas adalah seperti berikut:
$$\begin{align} Pecutan &= \frac {halaju\ akhir - halaju\ awal}{masa}
\\ \\pecutan,\ a&=\frac{\frac{6\ cm}{0.02\ s}-\frac{4\ cm}{0.02\ s}}{(3\ detik - 1) \times 0.02\ s)}
\\\\&=\frac {300\ cm\ s^{-1}-200\ cm\ s^{-1}}{(2\ detik \times 0.02\ s)}
\\ \\&=\frac {100\ cm\ s^{-1}}{0.04\ s}
\\\\ &= 2500\ cm\ s^{-2}
\end{align}$$
Satu detik ditolak daripada bilangan asal semasa mengira masa bagi pecutan.
Semasa mengira masa bagi pecutan, detik bagi halaju awal dan halaju akhir dikira dari pertengahan detik. Maka, hasil tambah detik adalah (0.5 detik + 1 detik + 0.5 detik) = 2 detik.
Kertas Percubaan SPM Fizik 2016
