1.2 Penyiasatan Saintifik — Nota JomSkor

Penyiasatan saintifik melibatkan penggunaan graf untuk mentafsir hubungan antara dua kuantiti fizik. Bentuk graf (garis lurus melalui asalan, garis lurus dengan pintasan, lengkung, dsb.) menentukan jenis hubungan (berkadar terus, linear, berkadar songsang). Analisis graf merangkumi penentuan kecerunan, luas di bawah graf, interpolasi dan ekstrapolasi. Eksperimen saintifik lengkap memerlukan inferens, hipotesis, pemboleh ubah (dimanipulasikan, bergerak balas, dimalarkan), prosedur, keputusan, analisis data dan kesimpulan.

Fizik · Tingkatan 4

Konsep penting

Garis lurus melalui asalan dengan kecerunan positif menunjukkan y berkadar terus dengan x, dengan persamaan y = mx

Konsep penting

Garis lurus tidak melalui asalan (pintasan c) memberi persamaan y = mx + c

Konsep penting

Graf y melawan 1/x yang melalui asalan menunjukkan y berkadar songsang dengan x

Lima aspek analisis graf

hubungan antara pemboleh ubah, kecerunan graf, luas di bawah graf, interpolasi, dan ekstrapolasi

Komponen laporan eksperimen lengkap

inferens, hipotesis, tujuan, pemboleh ubah (dimanipulasikan/bergerak balas/dimalarkan), radas dan bahan, prosedur, keputusan (jadual data), analisis data, dan kesimpulan

Eksperimen bandul ringkas

T^2 = (4*pi^2/g) * l — kecerunan graf T^2 melawan l digunakan untuk menentukan nilai pecutan graviti, g

Contoh soalan

Dalam eksperimen bandul ringkas, graf T^2 melawan l adalah garis lurus melalui asalan dengan kecerunan m. Diberi T^2 = (4*pi^2/g)*l, tentukan nilai g dalam unit S.I.

Kecerunan, m = 4*pi^2/g. Maka g = 4*pi^2/m. Gantikan nilai kecerunan graf yang diperoleh daripada data eksperimen (T/s, T^2/s^2 melawan l/m) untuk mengira nilai g, kemudian bandingkan dengan nilai piawai g = 9.81 m s^-2.

Tidak mengulang pengukuran masa (contoh: 20 ayunan diukur dua kali, t1 dan t2) untuk mengurangkan ralat rawak
Tersilap menentukan kecerunan graf dengan menggunakan dua titik yang terlalu rapat antara satu sama lain, menyebabkan ketepatan kecerunan terjejas
Mengelirukan interpolasi (anggaran nilai dalam julat data) dengan ekstrapolasi (anggaran nilai luar julat data)
Tidak menyatakan pemboleh ubah dimalarkan dengan jelas dalam reka bentuk eksperimen

Sentiasa labelkan paksi-x dan paksi-y dengan kuantiti dan unit yang betul sebelum memplot graf
Gunakan segitiga kecerunan yang besar (merentasi sebahagian besar graf) untuk meningkatkan ketepatan pengiraan kecerunan
Apabila ditanya tentang langkah berjaga-jaga eksperimen, kaitkan dengan pengurangan ralat paralaks atau ralat rawak (contoh: ulang pengukuran masa beberapa kali dan ambil purata)
Bagi eksperimen bandul, ingat sudut ayunan mesti kurang daripada 10 darjah untuk memastikan ayunan ringkas (simple harmonic)

Inferens
Hipotesis
Pemboleh ubah dimanipulasikan
Pemboleh ubah bergerak balas
Pemboleh ubah dimalarkan
Interpolasi
Ekstrapolasi
Kecerunan graf