Make your own free website on Tripod.com

PELAJARAN 5 –

KAEDAH PENYIASATAN

 
 

 

 


Kaedah Penyiasatan saintifik adalah penting dalam fizik untuk membuat kesimpulan yang lebih tepat tentang fenomena atau kejadian yang diperhatikan serta teori,hukum ,hipotesis yang dinyatakan.

Beberapa perkara penting semasa menjalankan penyiasatan saintifik ialah

·         Membuat pemerhatian

·         Membuat Inferens

·         Mengemukakan hipotesis

·         Menguji hipotesis

·         Mengenal pasti pemboleh ubah

·         Mendefinasi secara operasi bagi pemboleh ubah

·         Mengenalpasti jenis alat/radas yang sesuai dan berfungsi supaya eksperimen berfungsi

·         Mengemukakan prosedur

·         Mengulangi prosedur

·         Mengumpul data atau maklumat

·         Mentafsir data atau maklumat

·         Merumus sama ada hipotesis diterima atau ditolak

Inferens :          Membuat kesimpulan awal berdasarkan sesuatu pemerhatian tanpa menjalankan penyiasatan saintifik yang lebih lanjut. Inferens boleh jadi benar atau tidak.

 

Hipotesis :       Hipotesis merupakan suatu pernyataan berasaskan satu teori  yang perlu dibuktikan.

                             Menyatakan hubungan awal antara dua pembolehubah dan akan ditentusahkan  kebenarannya setelah dilakukan penyiasatan saintifik.

                             Hipotesis dinyatakan sebagai jika……..maka……….

                             Contohnya jika semakin lama masa pemanasan maka semakin bertambah suhu suatu bahan yang dipanaskan.

 

Pemboleh ubah dimanupulasikan:

                              Kuantiti fizik yang telah ditetapkan nilainya sebelum eksperimen dijalankan.

                            

Pemboleh ubah bergerak balas (respons)  :

                             Kuantiti fizik yang dapat ditentukan nilainya selepas eksperimen dijalankan dan nilainya bergantung  kepada pembolehubah

                             dimanupulasikan.

 

Pemboleh ubah dimalarkan :

                             Kuantiti fizik yang lain selain daripada pemboleh ubah dimanupulasikan dan pemboleh ubah bergerak balas (respons) yang mananilainya perlu ditetapkan sama ada  sebelum dan selepas eksperimen

                             dijalankan.

 

Mendefinasi  pembolehubah secara operasi :

 

                             Memberi sesuatu pelaporan atau membuat definasi bagaimana  sesuatu pemboleh ubah dapat dapat diukur.Contohnya , definasi operasi bagi arus elektrik ialah bacaan yang dicatatkan oleh ammeter.

                            

                             Merekod data :

                  

                             Data adalah  adalah bacaan yang                                             dikumpulkan dalam  eksperimen dan                                                biasanya disusun di dalam jadual  tertentu.

                             Jadual boleh disusun secara lajur mengufuk                atau lajur menegak dengan susunan                            pemboleh ubah yang betul.

 

Tajuk (PUM)

 

 

 

 

 

 

 

Tajuk(PUR)

 

 

 

 

 

 

 

 

Tajuk(PUM)

Tajuk(PUR)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          Tajuk jadual  mestilah ditulis sebagai,

 

Nama pembolehubah,Simbol pemboleubah / Simbol unit

         atau

Nama pembolehubah,Simbol pemboleubah

( Simbol unit)

 

Contohnya:  Daya, F / N  atau  Daya , F (N)

 

          Bilangan tempat perpuluhan bagi data mestilah          konsisten di bawah tajuk yang sama.Bilangan tempat          perpuluhan ini           bergantung kepada alat yang     digunakan.

          Selain daripada itu data mestilah disusun mengikut   tertib

 

Contohnya:

Masa , t / s

Panjang , l / cm

0

12.8

2

25.6

4

39.4

6

52.2

8

75.0

 

         

 

 

 

 

          Sekiranya nilai data terlalu besar atau kecil gunakan bentuk piawai

Suhu , q (o C)

10

20

30

40

50

Ketumpatan , r(kgm-3)

     x 104

9.7

8.5

7.3

6.6

5.1

 

           Bilangan data yang baik alah antara 5- 10

 

          Bagi eksperimen yang dilakukan secara berulang,tentukan min.

 

Jarak  objek , u / cm

Jarak imej, v / cm

u1 

u2 

umin 

v1 

v2

vmin 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         

Mentafsir data atau maklumat:

 

          Biasanya maklumat atau data ditafsir          setelah diplotkan        graf berdasarkan data daripada jadual .

          Untuk melukis graf :

 

          (i)      Kenalpasti pemboleh ubah                            dimanupulasikan dan pemboleh ubah        bergerak balas daripada jadual.

                  

          (ii)     Penetapan paksi.

 

          Paksi mencancang (paksi-y) bagi       pembolehubah           bergerak balas manakala paksi          mengufuk (paksi-x)    bagi pembolehubah           pemboleh ubah          dimanupulasikan.

 

          Sekiranya ada arahan menyatakan " Lukiskan   graf A  melawan B "  maka  A      pada paksi-y      dan  B pada  paksi-x

 

          (iii)    Penetapan skala.

 

          Skala yang sesuai  ialah 1:1  , 1:2   , 1:5      ,1:10          ,1:100  dan sebagainya.

          Skala tak sesuai (ganjil)  1:3   , 1:4   , 1: 6  , 1:7  ,           1: 30 dan sebagainya


 

 

 

 

 

 

 

 

 


Skala dipilih supaya saiz graf dilukis meliputi sekurang-kurangnya 75% daripada saiz kertas graf.

 


 


Skala mestilah dinyatakan pada bahagian bawah se belah kanan kertas graf.

         

(iv)    Paksi graf mestilah dilabelkan  dengan simbol kuantiti fizik serta unitnya.Tajuk graf juga hendakalah ditulis di bahagian atas kertas graf dan kemudian digariskan.

        
    

(v)     Titik mestilah ditanda dengan tanda

         
                

(vi)    Graf yang dilukis mestilah garis lurus atau lengkungan yang terbaik di mana mesti melalui banyak titik dan seimbang.

                                                                                                                                   

         

 

 

 

 

 

 


(vii)   Graf dilukis mestilah licin.

 


                                                                                                            Menganalisis Graf

 


(i)      Menentukan perkaitan antara pembolehubah atau pemalar daripada graf.

         

 
                                                                 

(a)     y  berkadar langsung dengan x

          atau   y  a x

          atau   y = kx     k = pemalar

          atau   y = mx    m = kecerunan

          atau   y1   =     y2  

                             x1           x2  

                                                                                                               

         
(b)     y berubah secara linear dengan x

          atau    y = mx + c

                    m = kecerunan

                    c  = pintasan paksi-y

 


          (c)     y berubah secara songsang dengan x

          atau  y a 1

                                 x

          atau  y =  k

                                 x

                        k = pemalar

 

atau  y1  x1  =   y2  x2

 

 


 


          (d)     y berubah secara kuadratik dengan x

          atau    y  = ( x - h )2 + k

 

                   (ii)     menentukan kecerunan graf.

 

(a)     Bagi graf garislurus:


 


          Untuk menentukan kecerunan mula-mula           mesti         memilih dua titik pada garis yang terpisah sekurang-  kurangnya 3/4 panjang garislurus. Selepas itu bina satu segitiga sudut tegak.

Kecerunan graf ditentukan oleh rumus

         Kecerunan    =  y2  - y1 

                                   x2  - x1

                                =   QR

                                  PQ


 


(b)     Bagi graf lengkungan

            

Kecerunan lengkungan berubah mengikut titik.

          Kecerunan lengkungan pada satu titik adalah    bersamaan dengan kecerunan tangen pada titik itu.

          Oleh itu langkah pertama ialah membina tangen       pada titik itu.

          Seterusnya bina segitiga pada tangen dan          kemudian           guna rumus yang sama seperti mencari kecerunan   garis lurus.

          Kecerunan lengkung di titik P =    PQ

                                                              QR

          Untuk melukis suatu garis tangen yang baik adalah    terlebih dahulu membina satu garis   yang           berserenjang dengan tangen yang disebut sebagai          garis normal.Untuk membina garis normal cermin     satah digunakan.

 

            

(iii)    Mengekstrapolasi graf

 

Tujuan mengekstrapolasi graf ialah untuk meanggar nilai-nilai yang terletak di luar garis graf.Semasa mengekstrapolasi graf pastikan graf adalah licin.

 

              


 

 

 

 


         

 

 

 

 

 

 

 

  TUTORIAL 5

 
 

 

 


1       Kegunaan utama sebuah graf ialah untuk

 

A       mempastikan eksperimen berjalan lancar

B       menunjukkan langkah-langkah eksperimen

C       menentukan langkah berjaga-jaga eksperimen

D       mencari perhubungan di antara dua pemboleh ubah

 

2       Langkah-langkah berikut yang tidak termasuk

dalam menjadual data ialah

 

A       Simbol kuantiti fizik dan simbol unit

B       Alat pengukuran diguna

C       Nama kuantiti fizik

D       Tajuk jadual

 

3       Data yang manakah berikut adalah disusun dengan   kaedah terbaik?

 

A.

Voltan,V

0

5

10

15

20

 

Arus,I

0

1.7

2.5

3.4

4.2

 

 

 

 

 

 

 

B.

Masa,t /s

2

4

6

8

10

 

Ketumpatan,r / kgm-3

2000

5000

8000

11000

14000

 

 

 

 

 

 

 

C.

Tempoh,T

/ s

10.5

15.3

19.8

27.9

36.0

 

Jarak,d /m

2.5

3.3

4.6

5.8

6.9

 

 

 

 

 

 

 

D.

Jarak,u / cm

5.1

8.7

11.6

16.5

18.6

 

Jarak,v / cm

2.3

5

6.9

9

11.6

 

4       Skala yang manakah berikut adalah paling sesuai?

 

A       1 cm : 3 unit               B       1 cm : 5 unit

C       1 cm : 6 unit               D       1 cm : 8.8 unit

 

5       Di antara graf-graf berikut adalah terbaik?

 

 

6       Manakah antara graf berikut menunjukkan y berubah secara linear dengan x?

          

    

7       Hukum Hooke menyatakan daya,F yang dikenakan bagi suatu spring berkadar langsung dengan pemanjangan,x jika had kenyal spring tidak dilebihi.Graf yang manakah berikut adalah benar bagi Hukum  Hooke?

 

          

 

8       Pecutan , a , yang bagi satu objek didapati  

berubah secara songsang dengan jisim objek,m. Graf yang manakah berikut adalah benar mengubungkan  a dan m.

        

9       Satu eksperimen untuk mencari hubungan antara jisim      dengan pecutan dilakukan iaitu menolak troli pada    sebuah landasan condong yang licin. Kemudian eksperimen diulangi dengan mengubah bilangan      troli. Pemboleh ubah bergerak balas ialah

 

          A       Kecondongan landasan condong licin.

          B       Pecutan

          C       Jisim

         

10     Sebuah bandul pada panjang tertentu diayunkan dan          tempoh ayunan dicatatkan.  Panjang bandul       merupakan

 

          A       Pemboleh ubah manupulatif

          B       Pemboleh ubah bergerak balas

          C       Pemboleh ubah dimalarkan


11     Radas di atas digunakan untuk mencari hubungan    antara kekuatan elekktromagnet dengan magnitud     arus. Definasi  secara seoperasi bagi kekuatan    elektromagnet  ialah

 


          A       Bilanagan lilitan gegelung

          B       Bilangan jarum peniti terlekat

          C       Bacaan ammeter

 

              

 

Berdasarkan graf di atas kecerunan graf adalah

 

A       0.7                      B       1.5

C       -0.7                      D       - 1.5

 

12

          

Berdasarkan graf di atas unit bagi kecerunan graf adalah

 

A         m                                 B       m2 s

C         ms2                             D       ms-2

 

13     Seorang pelajar melukis sebuah graf bagi suatu kuantiti fizik,Q,pada paksi-y melawan suatu kuantiti fizik ,R, pada paksi-x.

Hubungan  antara Q dan R adalah diberi oleh persamaan Q - aR =  b, di mana  a dan b adalah pemalar.Kecerunan graf itu ialah

 

A       a                                   B       R

          B                                     Q

C       b                                   D       a

 

14     Rintangan R dan suhu T bagi suatu konduktor diberi oleh   R = r  + aT di mana r ialah rintangan pada suhu 0oC dan  a adalah pemalar.Graf R lawan T adalah seperti berikut,

             

Rintangan konduktor itu pada suhu  60oC  dalam unit Ohm  adalah

 

          A       35                                 B       47

          C       86                                 D       93

15

                

Persamaan bagi graf di atas adalah

 

A       P = 10Q + 5                B       P = 2Q + 10

C       P = -2Q + 10               D       P = 5Q - 10

 

16     Tekanan P bagi suatu gas berubah secara langsung          dengan suhu  mutlak,T.Ketika P = 100 ,

T = 50.Berapakah nilai P ketika   T = 400

 

A       125                               B       200

C       800                               D       2000

 

17     Hukum Charles menyatakan isipadu,V berubah secara langsung dengan suhu mutlak T.Jadual di bawah menunjukkan nilai-nilai T dan V.

V

60

80

T

120

160

 

          Jika V = kT ,maka nilai k adalah,

    

 A      0.5                                 B       2

 C      4                                    D       8

 

18     Tekanan air,P berubah secara langsung dengan kedalaman h.Tekanan air pada kedalaman 2 m adaalah 20 kPa.Berapakah tekanan air apabila kedalamannya adalah 5 m?

 

A       10 Pa                            B       20 Pa

C       50 Pa                            D       100 Pa

 

19     Daya,F yang menggerakkan satu bungkah kayu berubah secara langsung dengan dengan jisim bungkah,M.Satu bungkah  berjisim 4 kg memerlukan daya 20 N untuk menggerakkannya. Berapakah jisim bungkah yang boleh digerakkan dengan daya 100 N.

 

A       0.8 kg                            B       12.5 kg

C       20 kg                             D       40 kg

 

20     Seketul batu kecil dilepaskan daripada satu tempat yang tinggi dibiarkan jatuh dengan jarak,s  meter  yang dilaluinya berubah secara langsung dengan kuasadua masa ,t saat selepas batu itu dijatuhkan.Jadual berikut menunjukkan data bagi s dan t.

 

s/m

20

 X

t/s

2

4

Tentukan nilai X.

 

A       40 m                                       B       80 m

C       160 m                           D       240 m

 

21     Jejari sebuah sfera berubah secara langsung dengan punca kuasadua luas permukaannya.Jejari sebuah sfera adalah 1.6 cm apabila luasnya 40 cm2.Berapakah jejari sfera itu apabila luasnya adalah 80 cm2?

 

A       2.26                               B       4.07

C       6.85                               D       9.22

 

22     Satu gelembong udara berisipadu 5 cm3 pada tekanan 400 Pa.Jika tekanan gelembong  menjadi 800 Pa,berapakah isipadu gelembong udaraa jika tekanan gelembong berubah secara songsang dengan isipadunya?

 

A       1.0                                 B       2.5

C       5.0                                 D       20.0

 

23     Menurut Hukum Songsangan Kuasa Dua ,kekuatan graviti ,g  berkadar songsang dengan jarak dari pusat bumi, r. Jika kekuatan graviti di permukaan bumi adalah 10 Nkg -1,berapakah kekuatan graviti pada jarak tiga kali ganda jejari  bumi?

 

A       30 Nkg-1                       B       10 Nkg-1

C       3.3 Nkg-1                      D       1.1 Nkg-1

 

24     Hukum Boyle menyatakan tekanan,P bagi suatu gas berubah secara songsang dengan isipadu,V.Jadual berikut merupakan nilai bagi  P dan V.

 

P

30

60

V

40

x

 

    Nilai bagi x ialah,

 

A       20                                  B       30

C       60                                  D       80

 

 

 

 

 

 

25     Panjang gelombang, l berubah secara songsang dengan frekuensi,f. Jika  l bertambah dua kali ganda, maka f

 

A       bertambah dua kali ganda         

B       bertambah empat kali ganda

C       berkurang dua kali ganda 

D       berkurang empat kali ganda

 

26     Hukum kegravitian semesta menyatakan daya tarikan antara dua jasad,F, berubah secara songsang dengan kuasa dua jarak,r antara kedua-duanya.Apabila F =10 unit,maka r = 2 unit. Jika r= 4 unit berapakah nilai F?

     

A       0.5 unit                        B       2.5 unit

C       5 unit                            D       8 unit

 

27     Pernyataan yang manakah adalah benar mengenai kecerunan graf berbentuk lengkungan?

 

A       kecerunan adalah tetap

B       kecerunan berubah mengikut titik

C       kecerunan di satu titik bersamaan 

 kecerunan normal di titik itu

D       kecerunan adalah sentiasa positif.

 

28

Sesaran,s / m

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

masa,t/s

0.75

1.50

2.25

3.00

3.75

4.50

 

Jadual di atas menunjukkan data bagi suatu jasad yang mengalami sesaran,s meter dalam masa t saat.Berdasarkan data di atas Lukiskan graf s bertentangan dengan t

 


 


(b)    Nyatakan pertalian antara s dan t

 

.............................................................................

 

(c)     Tentukan kecerunan graf.

 

 

 

(d)    Jika s = 0.3 m berapakah nilai t?

 

 

 

 

(e)     Jika t = 2.50 s,tentukan nilai s?

 

29

Tinngi,h/cm

109.5

96.0

84.1

67.5

54.7

masa,t/s

0.47

0.44

0.41

0.37

0.33

 

Suatu jasad dijatuhkan dari ketinggian h / cm dan jatuh ke bumi dalam masa t / s.Jadual di atas menunjukkan beberapa nilai h dan t.

(a)     Lukiskan graf h melawan t

 


 


(b)    Tentukan nilai h ketika t = 0.40

 

 

 

(c)     Tentukan nilai t ketika h = 75.0 cm

(d)    Tentukan kecerunan graf

                   (i)      Ketika t = 0.38 s

 

 

 

 

 

 (ii)    Ketika h = 65.8 m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

Jisim,m(g)

Tempoh,T(s)

T2 (s2 )

hingga 2 T.P.

50

3.0

 

100

4.2

 

150

5.2

 

200

6.0

 

250

6.7

 

300

7.3

 

Jadual di atas menunjukkan data yang diperolehi  dalam suatu eksperimen bagi ayunan sebuah spring berbeban.

(a)     Lukiskan graf m lawan T2


 


(b)    Nyatakan hubungan antara  m dan T

 

.............................................................................

 

(c)     Tentukan kecerunan graf

 

 

 

 

 

 

 

          (d)    Jika pemalar spring diberi oleh rumus

k = 80 di mana m adalah kecerunan

       m

graf,tentukan nilai k.

 

 

 

 

 

(e)     Jika T= 2.0 s tentukan nilai m

 

 

 

 

(f)      Jika m = 125g ,tentukan nilai T

 

 

 

31     Jadual berikut  menunjukkan data diperolehi  dari satu        eksperimen yang dilakukan untuk mengkaji hubungan        antara sudut tuju,i dengan     sudut pembiasan,r apabila         cahaya merambat dari udara ke kaca.Nilai-nilai sudut,i       dan sudut,r adalahseperti jadual berikut;

 

 

Sudut i

Sudut r

Sinus i

Sinus r

30o

19o

 

 

40o

25o

 

 

50o

30o

 

 

60o

35o

 

 

70o

38o

 

 

          (a)     Lengkapkan jadual di atas.

          (b)    Nyatakan

                   (i)      Pemboleh ubah dimanupulasikan

 

                             ......................................................................

                   (ii)     Pemboleh ubah bergerak balas

 

                             .......................................................................

          (b)    Plotkan graf sinus i lawan sinus r


 


          (c)     Nyatakan hubungan di antara sinus i dengan                         sinus r

                   ...............................................................................

 

          (d)    Nyatakan Hukum yang mengaitkan hubungan                       antara sinus i dan sinus r  ini.

 

                   ............................................................................

          (e)     Tentukan kecerunan graf.

 

32


 


Graf di atas mewakili graf  W / cm melawan

V / cm di mana W dan V merupakan jarak yang diukur pada sebatang rod kayu.

 

(a)     Nyatakan yang manakah merupakan

(i)      Pembolehubah dimanupulasikan

 

                   ......................................................................

 

(ii)     Pembolehubah respons

 

                   .....................................................................

 

(b)    Tentukan kecerunan graf.

 

 

 

 

(c)     Tentukan nilai pintasan pada

                     (i)    Paksi W

 

                             .......................................................................

 

 

                   (ii)     Paksi V

 

                             ......................................................................

(d)    Nyatakan persamaan matematik yang mengaitkan W dan V.

 

                   ...............................................................................

 

33     (a)     Seorang bayi berada di dalam sebuah buaian                       berspring didapati berayun mengikut tempoh                         yang tertentu. Apabila seorang bayi yang lebih                       besar jisimnya berada di dalam buaian itu ,                            apakah yang terjadi kepada tempoh ayuanan dan              berikan sebabnya.

 

          (b)     Berdasarkan pemerhatian(a), huraikan satu                           rangka eksperimen  makmal untuk  mencari                          hubungan antara dua pemboleh ubah terlibat.

                   Dalam huraian anda, nyatakan dengan                                   jelas

 

                   (i)      Tujuan eksperimen

                   (ii)     Pernyataan hipotesis

                   (iii)    Definasi pembolehubah secara          operasi

                   (iv)    Kawalan pembolehubah

                   (v)     Senarai radas dan bahan

                   (vi)    Prosedur eksperimen

                   (vii)   Bagaimana data akan dijadualkan

                   (viii)  Bagaimana data dianalisis.