Berikut merupakan satu daripada soalan ujian mekanik saya. Melihat pada soalan, ia merupakan tajuk kegravitian, tetapi ia adalah gabungan tajuk keseimbangan, iaitu keseimbangan dinamik. Seperti kita tahu, walaupun kita kurang terikat dengan daya graviti bumi di ruang angkasa, masih terdapat sebenarnya daya yang ditindakkan pada kapal angkasa ini walau sejauh mana pun kapal angkasa ini berada di ruang angkasa yang vakum. Persoalannya adakah soalan ini mengandaikan tiada daya yang dikenakan?
Faktor yang kedua pula, kapal angkasa ini mempunyai ruang pembakaran yang membakar campuran bahan api/pengoksida yang menghasilkan haba dan tekanan untuk menghasilkan gas ekzos yang dikeluarkan melalui muncung tujahan. Semestinya apabila bahan ini digunakan oleh kapal angkasa bagi menghasilkan daya tujahan, bahannya akan kehabisan dan jisim roket akan berkurangan. Berdasarkan konsep hukum newton ketiga, kekurangan jisim akan meningkatkan pecutan. Faktor ini banyak mempengaruhi soalan. Sekiranya jisim kapal angkasa tersebut berkurangan maka sudah tentu kapal angkasa tersebut akan mengalami peningkatan pecutan.
Kedua-dua faktor ini terikat dengan \(F=ma\). Soalan memberikan "same thrust at all times", mengandaikan bahawa "thrust" yang dihasilkan oleh kapal angkasa adalah malar. Adakah kemalaran ini mempengaruhi pecutan? Sekiranya soalan mengandaikan bahawa ini adalah roket yang unggul iaitu ideal (jisim adalah malar) maka pecutan yang dialami oleh roket ini juga malar. Malang sekali, sewaktu saya mendapati jawapan bagi soalan ini. Pecutan yang malar bukanlah jawapannya.
Mungkin di sinilah kesilapan saya. Soalan tidak menyatakan bahawa suatu faktor itu perlu diabaikan seperti jisim yang malar, roket yang ideal, ataupun rintangan di ruang angkasa. Jika soalan tidak menyatakan hal-hal ini maka pendekatannya adalah soalan yang lebih logik, iaitu jisim mengalami pengurangan dan pecutan akan mengalami pemecutan. Namun disebabkan sikap saya sendiri mengandaikan bahawa roket tersebut adalah ideal, saya memperoleh jawapan yang salah (Hilanglah 1 markah). Ini adalah pengajaran penting bagi saya untuk tidak membuat sebarang andaian tambahan jika soalan tidak menyatakannya. Saya bertindak seperti ini adalah kerana ia akan menglibatkan faktor-faktor lain yang lebih kompleks, mungkin tidak perlu pun seorang pelajar fizik undergraduate memikirkan hal-hal ini yang mana cukup sekadar batasannya bahawa jisim mengalami pengurangan disebabkan daya yang dihasilkan itu.
Ini mungkin nampak seperti situasi yang agak mudah, dari segi soalannya. Namun, kadangkala soalan fizik yang mudah ini boleh pusing sedikit akan dianggap susah oleh segilintir pelajar fizik. Semoga ini menjadi mengajaran buat saya untuk menjawab soalan yang akan datang.
Sumber Rujukan :
[1] If a rocket in gravity-free outer space has the same thrust at ... - Quora. https://www.quora.com/If-a-rocket-in-gravity-free-outer-space-has-the-same-thrust-at-all-times-is-its-acceleration-constant-increasing-or-decreasing Dicapai 07/02/2022.
[2] Calculating rocket acceleration — Science Learning Hub. https://www.sciencelearn.org.nz/resources/397-calculating-rocket-acceleration Dicapai 07/02/2022.
[3] Space travel under constant acceleration - Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Space_travel_under_constant_acceleration Dicapai 07/02/2022.
Tiada ulasan:
Catat Ulasan