Untuk memilih paksi graf, tulis semula persamaan fizik dalam bentuk y = mx + c, kemudian plot kuantiti yang berperanan sebagai y melawan yang berperanan sebagai x. Kecerunan m dan pintasan c kemudian membawa makna fizik. Kemahiran ini sebahagian daripada penyiasatan dan penerangan Fizik.
Bagaimana menukar persamaan kepada graf garis lurus?
- Tulis model dalam perkataan atau simbol, contohnya “tekanan darab isi padu ialah malar”.
- Susun semula supaya satu kuantiti yang diukur (atau ungkapan daripadanya) berdiri sendiri, sama dengan pemalar didarab kuantiti lain.
- Letakkan kuantiti yang bersendirian pada paksi-y dan yang satu lagi pada paksi-x.
- Nyatakan apa yang diwakili oleh kecerunan dan apa nilai yang sepatutnya.
Jika hubungannya songsang, plot mudah satu melawan satu lagi memberi lengkung. Memplot melawan salingan (reciprocal) memberi garis lurus.
Contoh berlangkah
Data rekaan, suhu malar, jisim gas tetap. Modelnya ialah p × V = malar, ditulis p₁V₁ = p₂V₂ dalam sukatan pelajaran.
| V / cm³ | 20 | 25 | 40 | 50 | 80 |
|---|---|---|---|---|---|
| p / kPa | 100 | 80 | 50 | 40 | 25 |
Langkah 1: p × V = k, dengan k ialah pemalar. Semak: 20 × 100 = 2000, 25 × 80 = 2000, 40 × 50 = 2000, 50 × 40 = 2000, 80 × 25 = 2000. Jadi k = 2000 kPa cm³.
Langkah 2: Susun semula: p = k × (1/V). Ini sepadan dengan y = mx dengan y = p dan x = 1/V.
Langkah 3: Hitung 1/V bagi setiap bacaan: 0.0500, 0.0400, 0.0250, 0.0200, 0.0125 cm⁻³.
Langkah 4: Plot p (kPa) pada paksi-y dan 1/V (cm⁻³) pada paksi-x. Titik-titik terletak pada garis lurus melalui asalan.
Langkah 5: Kecerunan = (100 − 25) ÷ (0.0500 − 0.0125) = 75 ÷ 0.0375 = 2000 kPa cm³. Nilai ini sama dengan k, jadi ia mengesahkan model.
Kesilapan yang perlu diawasi
Seorang pelajar memplot p melawan V, mendapat lengkung pada titik-titik dan melukis garis lurus “di tengah-tengah”.
Graf yang salah: p pada paksi-y, V pada paksi-x, garis lurus penyuaian terbaik.
Garis itu terlepas kebanyakan titik dan kecerunannya tidak bermakna, kerana hubungan itu tidak linear terhadap V.
Pembetulannya ialah bertanya “apakah persamaannya, dan apa yang menjadikannya kelihatan seperti y = mx?” sebelum melukis sebarang paksi. Di sini p berkadar dengan 1/V, jadi paksi-x mestilah 1/V.
Semak diri anda
1. Sebuah troli bermula dari rehat dengan pecutan malar a, jadi s = ½ a t². Apakah yang perlu diplot untuk mendapat garis lurus, dan apakah nilai kecerunan?
Lihat jawapan
Plot s (paksi-y) melawan t² (paksi-x). Oleh kerana s = (a/2) × t², kecerunan ialah a/2. Semak dengan a = 2.0 m/s²: t = 1, 2, 3 s memberi s = 1, 4, 9 m dan t² = 1, 4, 9 s², jadi kecerunan ialah 1.0 m/s², iaitu 2.0 ÷ 2.
2. Bagi sebuah perintang, paksi yang mana memberi kecerunan sama dengan rintangan R?
Lihat jawapan
Oleh kerana V = I × R, plot V pada paksi-y dan I pada paksi-x. Kecerunan ialah V/I = R, dalam ohm. Garis melalui asalan.
3. Seorang pelajar memplot pemanjangan x pada paksi-y dan daya F pada paksi-x bagi spring dengan F = kx. Apakah nilai kecerunan?
Lihat jawapan
x = F/k, jadi kecerunan ialah 1/k, bukan k. Untuk mendapat k sebagai kecerunan, plot F pada paksi-y melawan x pada paksi-x.
Langkah seterusnya
Dengan paksi yang betul, langkah seterusnya ialah membaca dan mentafsir kecerunan berserta unit. Penjelajah model graf dan reja membolehkan anda menguji kesesuaian sesuatu garis pada set data kecil, dan penafsir graf kadar dan tenaga membantu dengan makna kecerunan. Kembali ke menamakan pemboleh ubah jika peranan x dan y masih kurang jelas.
Memilih paksi menjadi lebih mudah apabila seseorang bertanya “mengapa yang itu?” pada setiap percubaan. Itulah jenis soalan yang anda dapat dalam tuisyen Fizik dalam talian secara satu dengan satu.