1.Kuantiti Fizik, Unit SI & Ralat
Fizik mengkaji jirim, tenaga dan hubungan antara keduanya melalui pengukuran.
- Kuantiti asas — panjang (m), jisim (kg), masa (s), arus elektrik (A), suhu (K), kuantiti bahan (mol), keamatan berluminositi (cd).
- Kuantiti terbitan — terbina daripada kuantiti asas, contohnya laju (m s⁻¹), daya (N = kg m s⁻²) dan tenaga (J).
- Kuantiti skalar hanya mempunyai magnitud (jisim, laju), manakala kuantiti vektor mempunyai magnitud dan arah (daya, halaju).
Dalam pengukuran, ralat sistematik berulang ke arah yang sama (contoh: ralat sifar pada alat) dan boleh diperbetul, manakala ralat rawak berubah-ubah dan dikurangkan dengan mengambil bacaan berulang serta mengambil min. Kejituan ialah kehampiran kepada nilai sebenar; kepersisan ialah kehampiran bacaan berulang antara satu sama lain.
2.Awalan SI, Unit Terbitan & Analisis Graf
Awalan SI ialah simbol yang diletakkan di hadapan sesuatu unit untuk mewakili gandaan kuasa sepuluh, supaya nilai yang sangat besar atau sangat kecil mudah ditulis dalam bentuk piawai A × 10ⁿ, dengan 1 ≤ A < 10.
- Awalan penting — tera (T, 10¹²), giga (G, 10⁹), mega (M, 10⁶), kilo (k, 10³), senti (c, 10⁻²), mili (m, 10⁻³), mikro (µ, 10⁻⁶), nano (n, 10⁻⁹) dan piko (p, 10⁻¹²).
- Unit terbitan dalam unit asas — terbitkan melalui rumus. Contohnya kerja W = Fs memberi J = N m = kg m² s⁻², dan kuasa P = W/t memberi W = kg m² s⁻³.
- Pemboleh ubah — pemboleh ubah dimanipulasikan diubah oleh penyiasat, pemboleh ubah bergerak balas berubah akibatnya, dan pemboleh ubah dimalarkan ditetapkan supaya ujian adil.
- Graf garis lurus — hubungan dalam bentuk y = mx + c membolehkan kecerunan m dan pintasan-y c ditafsir sebagai kuantiti fizik.
- Kecerunan dikira menggunakan segi tiga yang cukup besar pada garis lurus penyesuaian terbaik, bukan menggunakan dua titik data yang berdekatan, supaya ralat bacaan kecil.
Contoh klasik ialah bandul ringkas: tempoh ayunan T memenuhi T² = (4π²/g) l. Oleh itu graf T² melawan l ialah garis lurus melalui asalan dengan kecerunan 4π²/g, dan nilai pecutan graviti g boleh ditentukan daripada kecerunan tersebut. Teknik menyusun semula rumus menjadi bentuk y = mx + c ini sering diuji dalam soalan eksperimen.
3.Contoh & Kesilapan Lazim: Asas Fizik
- Menukar unit luas atau isipadu — awalan juga dikuasaduakan: 1 cm² = 10⁻⁴ m² dan 1 cm³ = 10⁻⁶ m³, bukan 10⁻² m².
- Menukar km j⁻¹ kepada m s⁻¹ — bahagi dengan 3.6 (darab 1000, bahagi 3600).
- Melukis graf — setiap paksi mesti dilabel dengan kuantiti dan unit (contoh T² / s²), skala mesti seragam dan graf patut memenuhi sekurang-kurangnya separuh kertas.
- Kejituan lawan kepersisan — bacaan boleh persis (rapat antara satu sama lain) tetapi tidak jitu jika alat mempunyai ralat sifar. Elakkan ralat paralaks dengan meletakkan mata berserenjang dengan skala.
Contoh 1Tukarkan (a) 450 nm kepada meter dalam bentuk piawai, dan (b) 72 km j⁻¹ kepada m s⁻¹.Lihat jalan kerjaTutup
(a) 450 nm = 450 × 10⁻⁹ m = 4.5 × 10⁻⁷ m. (b) 72 km j⁻¹ = (72 × 1000 m) ÷ (3600 s) = 72 000 ÷ 3600 = 20 m s⁻¹.
Contoh 2Dalam eksperimen bandul ringkas, graf T² melawan l ialah garis lurus melalui asalan dengan kecerunan 4.0 s² m⁻¹. Tentukan nilai pecutan graviti g.Lihat jalan kerjaTutup
Daripada T² = (4π²/g) l, kecerunan graf = 4π²/g. Maka 4.0 = 4π²/g, jadi g = 4π² ÷ 4.0 = 39.48 ÷ 4.0 = 9.87 m s⁻².