Upload
cikgu-faizal
View
1.133
Download
39
Embed Size (px)
Citation preview
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
1/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 1
BAB 2 DAYA DAN GERAKAN
2.1 Gerakan Linear
Kuantiti fizikal Definisi kuantiti, simbol dan unit
Jarak, sDistance, s
Jumlah panjang lintasan yang dilalui oleh suatu jasad.Kuantiti: Skalar Unit SI: meter (m)
Contoh:
Jarak = 140 m
Sesaran, s
Displacement,s
Jarak suatu jasad bergerak dari kedudukan asal pada arah tertentu.
Kuantiti: Vektor Unit SI: meter (m)
Contoh:
Sesaran = 60 m ke arah timur A
Laju, vSpeed , v
Laju ialah kadar perubahan jarak terhadap masa
Laju =diambilyangMasa
dilaluiyangJarak=
t
s
Kuantiti: Skalar Unit SI: ms-1
Halaju, vVeloci ty, v
Halaju ialah kadar perubahan sesaran terhadap masa
Halaju =diambilyangMasa
Sesaran=
t
s
Kuantiti: Vektor Unit SI: ms-1
Laju purataAverage speed Laju purata =
diambilyangMasadilaluiyangjarakJumlah
Penyelesaian:
Laju purata =s14
m3m4 = 0.5 ms-1
contoh:
Sebuah kereta mainanmengambil masa 14 suntuk bergerak dari Ake B dan kemudian
bergerak 3m ke C.
Halaju purataAverage
veloci ty
Halaju purata =diambilyangMasa
Sesaran
Halaju purata =s14
m5= 0.36 ms-1
100 m
40 m
A BC
100 m
40 m
A BC
4m
3m
5m37
U
A
B C
U
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
2/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 2
0 s 2 s 4 s 6 s
Laju seragamUni form speed
Laju seragam ialah laju yang mempunyai magnitud yang sama disepanjang lintasan.
Halaju seragamAverage
veloci ty
Halaju seragam ialah halaju yang mempunyai magnitud dan arahgerakan yang sama.
Pecutan, aAcc elerat ion, a Apabila halaju suatu objek berubah terhadap masa, objek tersebutdikatakan sedang memecut.Pecutan ialah kadar perubahan halaju terhadap masa.
Pecutan, a=diambilyangMasa
halajuPerubahanunit SI: ms-2
Pecutan, a=t,
u-v
diambilyangMasa
awalHalajuakhiHalaju ,r,
a=t
u-v
Suatu objek dikatakan mempunyai pecutan positif jika halaju objek
itu sentiasa bertambah.
NyahpecutanDecelerat ion
Suatu objek dikatakan mempunyai pecutan negatif jika halaju objekitu sentiasa berkurang. Pecutan negatif = Nyahpecutan
Pecutan sifarZero
accelerat ion
Suatu objek bergerak dengan pecutan sifar jika objek itu bergerakdengan halaju seragam.
PecutanseragamUni form
acelerat ion
Suatu objek bergerak dengan pecutan seragam jika halajunyabertambah pada kadar yang sama.
Contoh: Apabila sebuah kereta bergerak dengan pecutan seragam5 ms-2. Halajunya bertambah 5 ms-1 bagi setiap 1 saat sedang iabergerak.
Info tambahan Sama = seragam = tetap = malarHalaju bertambah = pecutanHalaju berkurang = nyahpecutanHalaju sifar = objek tidak bergerak/pegunHalaju negatif = objek bergerak pada arah berlawananPecutan sifar = halaju seragam
Pecutan negatif = nyahpecutan
0 s 2 s 4 s 6 s
0 s 2 s 4 s 6 s 8 s
a
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
3/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 3
Latihan 2.1(a): Penyelesaian masalah melibatkan jarak, sesaran, laju, halaju, pecutan
dan nyahpecutan.
(1) Seorang budak mengayuh basikalsejauh 2 km dari rumahnya menuju ke
sebuah kedai. Selepas itu, dia balik dandalam perjalanan balik, dia berhenti disebuah warung yang berada sejauh 1.2km dari rumahnya. Berapakah(a) Jumlah jarak budak itu mengayuhbasikal dari rumah ke warung.(b) Jumlah sesaran budak itu mengayuhbasikal dari rumah ke warung.
Penyelesaian:
(2) Seorang pelari 400 m mengambil masa1 minit 12 saat untuk menamatkanlariannya. Tentukan laju puratanya.
Penyelesaian:
(3) Seorang peserta acara jalan kakibermula dari titik P ke Q ke arah timursejauh 500 m dan kemudiannya ke utaramenuju R sejauh 1200 m lagi. Jumlahmasa yang diambil untuk bergerak dari Pke R adalah 3 minit 20 saat. Tentukan(a) Jumlah jarak(b) Sesaran(c) Laju purata(d) Halaju purata
Penyelesaian:
(4) Sebuah kereta bermula dari keadaanpegun dan memecut secara seragamsupaya mencapai halaju 40 ms-1 dalammasa 10 saat.Kemudian kereta itu memperlahankankeretanya dan selepas 5 saat, kereta ituberhenti. Tentukan(a) Pecutan kereta pada 10 saat pertama(b) Pecutan kereta 5 saat berikutnya.
Penyelesaian:
Lengkapkan ayat di bawah:
1. Laju seragam 10 ms-1 = Suatu objek bergerak sejauh ................. dalam setiap ...........
2. Halaju seragam -10 ms-1 = ...................... dilalui oleh suatu objek sejauh 10 m dalamsetiap ............ ke kiri.
3. Pecutan seragam 4 ms-2 = Laju meningkat sebanyak 4ms-1 dalam setiap ..............
4. Nyahpecutan seragam 4 ms-2 = Laju ...................... sebanyak 4m-1 dalam setiap .........
5. Halaju seragam 10 ms-1 = ..................................................................................................
..................................................................................................................................................
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
4/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 4
Jangka m asa det ik
Jangka masa detik adalah alat yang digunakanuntuk mengkaji gerakan.
Ia berfungsi seperti jam iaitu alat pengukuranmasa. Selain daripada itu ia dapat digunakanuntuk menentukan sesaran, halaju dan pecutanobjek.
Kejituannya adalah 0.02 saat.
Ia menggunakan a.u., menyebabkan jarumnyabergetar dan menghasilkan titik pada pita detik.
Di Malaysia oleh kerana frekuensi a.u. ialah 50 Hz,maka ia menghasilkan 50 getaran sesaat.
1 detik ialah selang masa di antara dua titikberturutan.
50 detik = 1 saat
1 detik =50
1saat = 0.02 saat
n detik = 0.02 x n saat.
Anal is is pi ta det ik dalam menentukan laju dan pecutan su atu objek.
Analisis gerakan Formula
Halaju Masa, t = 10 detik x0.02 s
= 0.2 sJarak, s = x cm
Laju =
t
s=
s0.2
cmx
Pecutan
Selang masa, t = (5-1) x 0.2 s = 0.8 sAtauSelang masa,t = (50 10) detik x 0.02 s = 0.8 s
Halaju awal, u
=t
s=
0.2
x 1
Halaju akhir, v
=t
s=0.2
x2
Pecutan:
a =t
u-v
10 detik
x cm
X1 cm X2 cm
Pin pengetar
Pita detik
Kertas karbon
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
5/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 5
Corak Pita Detik dan Corak Carta Pita Detik
Corak Pita Detik dan Corak Carta Pita Detik Ciri-ciri gerakan
(a)
(b)
Jarak antara dua titik adalah sama disepanjang pita detik.
Corak pita detik (a):- Halaju seragam dan bergerak
perlahan
Corak pita detik (b):- Halaju seragam dan bergerak laju
Jarak antara dua titik bertambah denganseragam.
Halaju objek bertambah secaraseragam.
Objek bergerak dengan pecutanseragam.
Jarak antara dua titik berkurang denganseragam.
Halaju objek berkurang denganseragam.
Objek mengalami nyahpecutanseragam.
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
6/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 6
Contoh:Rajah menunjukkan carta pita detik bagigerakan satu troli. Frekuensi jangka masadetik yang digunakan ialah 50 Hz. Setiaplajur terdiri daripada 10 detik.
(a) Berapakah masa antara dua titik?(b) Berapakah masa bagi satu lajur?(c) Berapakah halaju awal?(d) Berapakah halaju akhir?(e) Berapakah selang masa antara
halaju awal ke halaju akhir?(f) Berapakah pecutan troli itu?
Penyelesaian:
Latihan 2.1(b): Analisis corak pita detik dan carta pita detik
(1)
Berdasarkan keratan pita detik di atastentukan(a) Jumlah masa(b) Halaju purata.
Penyelesaian:
(2)
Berdasarkan keratan pita detik di atastentukan nilai pecutan.
Penyelesaian:
(3)
Tentukan nilai pecutan.
Penyelesaian:
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
7/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 7
(4)
Berdasarkan carta pita di atas, tentukan(a) Pecutan(b) Halaju purata
Penyelesaian:
Persamaan Gerakan Linear
v = u + at u = halaju awalv = halaju akhirt = masas = sesarana = pecutan seragam
s = ut + 2at2
1
v2 = u2+ 2as
Catatan:Pemilihan formula dalam menyelesaikan sesuatu masalah bergantung kepadamaklumat kuantiti-kuantiti fizik yang diberikan dalam masalah tersebut.
Contoh 1:
Seorang pelajar mengayuh basikal darikeadaan rehat dan mencapai halaju 8 ms-1setelah mengayuh selama 5 s. Berapakahpecutan yang akan dihasilkan.
Penyelesaian:
Contoh 2:Sebuah kereta bergerak dengan halaju 20ms-1 dan mencapai halaju 30 ms-1 setelahbergerak selama 10 saat. Berapakahjumlah sesaran kereta itu.
Penyelesaian:
Contoh 3:
Seketul batu dijatuhkan dari sebuahpuncak bangunan mengambil masa 4 saatuntuk terkena tanah. Berapakah(a) Halaju batu sejurus sebelum terkena
tanah.(b) Tinggi bangunan itu.
Penyelesaian:
Contoh 4:Sebuah lori yang sedang bergerakdengan halaju 20 ms-1 dengan tiba-tibadikenakan brek dan akhirnya berhentisetelah bergerak sejauh 40 m. Masa yangdiambil untuk berhenti adalah
Penyelesaian:
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
8/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 8
Latihan 2.1(c): Penyelesaian masalah melibatkan persamaan gerakan linear
(1) Sebuah kereta dengan kelajuan 50ms-1diberhentikan apabila breknya ditekan.Sesaran yang dilalui sebelum berhentiialah 150 m. Berapakah nyahpecutan
kereta itu?
(2) Seorang pelajar berjalan daripadakeadaan pegun dan mencapai halaju 10ms-1 dalam masa 7.5 s. Berapakah jarakyang dilalui oleh pelajar dalam masa
7.5s?
(3) Sebuah kereta yang bergerak denganhalaju awal 3 ms-1 memecut denganseragam sejauh 50 m dalam masa 10 s.Berapakah pecutan kereta itu?
(4) Suatu objek bergerak daripadakeadaan pegun dengan pecutan 4 ms-2sejauh 500m. Berapakah masa yangdiambil oleh objek itu untuk bergeraksejauh 500 m?
(5) Seorang pemandu menekan brekkeretanya dan berhenti dalam masa 10 sapabila ternampak lampu merah. Jikanyahpecutan kereta itu ialah 3 ms-2,berapakah jarak yang dilalui oleh keretaapabila brek kereta ditekan?
(6) Sebuah kereta memecut daripadakeadaan rehat dengan pecutan 2.5 ms-2selama 10s. Pemandu kereta itukemudiannya menekan pedal brekdengan daya yang seragam. Kereta ituberhenti setelah bergerak sejauh 50 m
selepas brek mula ditekan. Hitungkannyahpecutan kereta itu selepas brekditekan.
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
9/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 9
2.2 Graf Gerakan Linear
1 Graf Sesaran melawan masaAnalisis 1: Kecerunan graf sesaran melawan masa = Halaju objek
Kecerunan tetap = halaju seragam Kecerunan sifar = Objek tidakbergerak/pegun
Kecerunan bertambah = Halajubertambah
Kecerunan berkurang = Halaju berkurang
Penerangan:A B : Kecerunan graf tetap dan positif
Halaju seragamB C : Kecerunan graf sifar
Halaju sifar, objek tidak bergerakC D : Kecerunan graf tetap dan negatif
Halaju seragam dan bernilainegatifObjek bergerak dalam arahberlawanan (berpatah balik).
2 Graf Halaju melawan masaAnalisis 1: Kecerunan graf halaju melawan masa = Pecutan objek
Kecerunan graf v t :
=t
u-v
Maka,
kecerunan graf v t = pecutan, a =t
u-v
t1 t2 t3
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
10/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 10
Analisis 2: Luas di bawah graf halaju melawan masa = Sesaran objek
Luas di bawah graf v t :
= v tDaripada formula halaju, v =
t
s,
Sesaran, s = v tMaka,Luas di bawah graf v t = sesaran objek
Luas di bawah graf v t = tv2
1
Jenis-jenis graf halaju melawan masa
Halaju seragam
Kecerunan graf sifar = pecutan sifar
Halaju bertambah dengan seragam
Kecerunan graf tetap dan bernilai positif= Pecutan seragam
Halaju berkurang dengan seragam
Kecerunan graf tetap dan bernilai negatif= Nyahpecutan seragam
Halaju bertambah dengan masa
Kecerunan graf bertambah = Pecutanbertambah
Halaju bertambah dengan masa
Kecerunan graf berkurang dan bernilaipositif = Pecutan berkurang
Halaju berkurang dengan masa
Kecerunan graf berkurang dan bernilainegatif = Nyahpecutan berkurang
v
v
v
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
11/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 11
Penerangan:Objek bergerak dengan pecutan seragamdari t = 0 hingga t = t1. Selepas t = t1,objek bergerak dengan nyahpecutanseragam sehingga berhenti pada t = t2.
Jumlah luas di bawah graf v t = Sesaranobjek
Jumlah luas di bawah graf =Jumlah jarak atau sesaran
Kecerunan graf positif (A B)= Pecutan seragam
Kecerunan graf 0 (B C)= Pecutan sifar
Kecerunan graf negatif (C D)= Nyahpecutan seragam
Contoh 1:
Berdasarkan graf sesaran-masa di atasTentukan halaju pada(a) (i) AB (ii) BC (iii) CD
(b) Nyatakan keadaan gerakan jasad pada(i) AB (ii) BC (iii) CD
Penyelesaian:
Contoh 2: Penyelesaian:
t1 t20
Halaju/ ms-1
t1 t2 t3
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
12/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 12
Berdasarkan graf halaju-masa di atas,
(a) Tentukan pecutan pada(i) JK (ii) KL (iii) LM
(b) Nyatakan jenis gerakan pada(i) JK (ii) KL (iii) LM
(c)Tentukan(i) Jumlah sesaran keseluruhan(ii) Halaju purata
Latihan 2.2 : Penyelesaian masalah melibatkan graf gerakan linear
(1) Graf sesaran-masa suatu objekditunjukkan pada rajah di sebelah.
(a) Berapakah sesaran objek itu pada t= 2.0 s?
(b) Berapa lamakah objek itu pegun? (c) Bilakah objek itu berpatah balik?
(d) Berapakah halaju objek pada masa(i) t = 0 s hingga t = 2 s.(ii) t = 4 s hingga t = 6 s.
(e) Berapakah jumlah(i) sesaran(ii) jarak yang dilalui
(f) Berapakah halaju purata bagi objekitu?
(g) Lakarkan graf v melawan t bagigerakan ini.
Sesaran/ m
Masa/ s1 2 3 4 5 6
20
- 20
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
13/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 13
(2) Rajah di sebelah menunjukkan satugraf halaju masa untuk sebuahmotosikal yang bergerak ke arahutara dan kemudian berpatah balikpada satu ketika. Arah ke utaradiambil sebagai positif.
(a) Cari pecutan dalam masa 2 s pertama. (b) Berapa lamakah motosikal itubergerak dengan halaju seragam?
(c) Kira jarak yang dilalui oleh motosikalsemasa ia bergerak menghala ke arahutara.
(d) Kira jarak yang dilalui semasamotosikal bergerak menghala ke arahselatan.
(e) Berapakah sesaran motosikal dari titikasal apabila t = 12 saat?
(g)Tentukan laju purata dan halaju puratamotosikal dalam tempoh 16 saat itu.
20
Masa/ s
Halaju/ ms-1
- 20
2 4 6 8 10 12
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
14/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 14
2.3 Inersia
Inersia Inersia suatu objek ialah sifat objek itu untuk menentangsebarang perubahan terhadap keadaan asalnya sama adasedang bergerak atau dalam keadaan pegun.
Hukum Newton pertama Menyatakan bahawa setiap objek akan terus beradadalam keadaan pegun atau terus bergerakdengan halajutetap pada satu garisan lurus kecuali dikenakan olehsuatu daya luar.
Hubungan inersia danjisim
Semakin besar jisim suatu objek, semakin besarinersianya.
Contoh hubungan antara jisim objek dengan inersia
Situasi melibatkan inersia
Apabila kadbod disentap, duit syilingtidak bergerak bersama-sama kadbod.Inersia duit syiling itu mengekalkankedudukan asalnya.Duit syiling jatuh ke dalam gelasdisebabkan oleh daya tarikan graviti.
Salah satu buku ditarik dengan cepatdaripada susunan.Buku-buku lain di bahagian atas tidakbergerak bersama-sama buku itu.Buku-buku di atasnya jatuh ke bawahdisebabkan oleh daya tarikan graviti.
Cili sos di dalam satu botol mudahdikeluarkan dengan menggerakkan botolke bawah dengan cepat dandiberhentikan secara mengejut.Sos cili di dalam botol bergerak bersama-sama botol ke bawah. Apabila botoldiberhentikan secara mengejut, sos ciliterus berada dalam keadaan gerakan kebawah disebabkan oleh sifat inersianya.
pasir
Lebih sukar untuk
digerakkan atau
diberhentikan.
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
15/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 15
Titisan air di atas payung akan bergerakbersama payung apabila payungdiputarkan.Apabila putaran payung diberhentikansecara mengejut, titisan air akan terusbergerak disebabkan sifat inersianya.Titisan air akan meninggalkan permukaanpayung.
Budak lelaki melarikan diri daripadaseekor lembu dengan gerakan zig zag.Inersia lembu yang besarmenyebabkannya sukar mengubahgerakan semasa mengejar budaktersebut.Inersia lembu besar kerana jisimnya yangbesar.
Untuk mengetatkan kepala penukul
kepada pemegangnya, pemegangdihentak kepada permukaan keras.Apabila pemegang menghentampermukaan keras, ia akan berhentimanakala kepala penukul terus bergerakke bawah disebabkan inersianya.Dengan ini, hujung pemegang atas akanmasuk lebih dalam pada kepala penukul.
Cara menggurangkan kesan inersia
Tali pinggang keledar
Menggunakan tali pinggang keledar.Apabila kereta diberhentikan secara
mengejut, penumpang akan bergerakkehadapan disebabkan inersiapenumpang yang akan mengekalkankeadaan asalnya dalam ke dalambergerak. Tali pinggang keledar akanmenghalang penumpang daripadaterhumban ke hadapan.
Beg udara
Apabila kereta dengan sistem beg udaraterlibat dalam kemalangan, beg udara dibahagian stereng akan dikembungkansecara automatik. Dengan itu, pemandudapat dicegah daripada terhumpan kehadapan.
Ikatan tali
Barang yang diangkut menggunakan loridiikat.Ikatan tali dapat menghalang baranganbergerak-gerak sepanjang perjalanan.
penukul
Lembu
Budak lelaki
Tali
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
16/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 16
2.4 Momentum
Definisi Momentum ialah hasil darab jisim suatu objek dan halajunya.Momentum merupakan kuantiti ventor.
Formula Momentum = Jisim x halaju = mv
Unit SI kg ms-1
Contoh 1:Sebutir peluru berjisim 10 g bergerakdengan halaju 200 ms-1. Berapakahmomentum peluru itu?
Penyelesaian:
Contoh 2:Sebuah troli berjisim 1.5 kg bergerakdengan halaju 4 ms-1 berlanggar dengandinding batu dan terpantul balik denganhalaju 3 ms-1. Tentukan(i) Momentum sebelum perlanggaran(ii) Momentum selepas perlanggaran
Penyelesaian:
Pr insip Keabadian Mom entum
Prinsip Keabadian Momentum menyatakan, dalam suatu perlanggaran, jumlahmomentum sebelum perlanggaran adalah sentiasa sama dengan jumlah momentumselepas perlanggaran jika tiada daya luar bertindak ke atas sistem itu.
Jumlah momentum sebelum perlanggaran = Jumlah momentum selepas perlanggaran
Apl ikasi Pr ins ip Keabadian Mom entum
Dalam pelancaran roket. Gas panas yang dipancut keluardaripada roket ke bawah dengan suatu halaju yang tinggiakan memberikan roket tersebut suatu momentum yang samamagnitud pada arah bertentangan. Hal ini akan menghasilkansatu daya tolakan yang kuat yang akan menolak roket ke atas.
Enjin jet kapal terbang juga menggunakan prinsip keabadianmomentum. Gas panas berhalaju tinggi dikeluarkan kebelakang dengan momentum tinggi. Ini menghasilkan satumomentum yang sama magnitud tetapi bertentangan arahyang menghasilkan daya tujah ke hadapan.
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
17/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 17
Jenis- jenis perlang garan
Perlanggaran Kenyal
Sebelum perlanggaran Semasa Selepas perlanggaran
Dalam perlanggaran kenyal: Kedua-dua objek bergerak dengan halaju yang berbeza selepas perlanggaran. Momentum diabadikan Tenaga kinetik diabadikan Jumlah tenaga diabadikan
Menurut Prinsip Keabadian Momentum:Jumlah momentum sebelum perlanggaran = Jumlah momentum selepas perlanggaran
Perlanggaran Tak Kenyal
Sebelum perlanggaran Semasa Selepas perlanggaran
Dalam perlanggaran tak kenyal: Kedua-dua objek bergerak bersama-sama dengan halaju sepunya, V. Momentum diabadikan
Tenaga kinetik tidak diabadikan Jumlah tenaga diabadikan
Menurut Prinsip Keabadian Momentum:Jumlah momentum sebelum perlanggaran = Jumlah momentum selepas perlanggaran
Letupan
u1 = 0 ms-1 u2 = 0 ms
-1
Sebelum letupan Selepas letupan
Dalam kes letupan: Kedua-dua objek bercantum dan pegun sebelum letupan dan bergerak
bertentangan arah selepas letupan. Momentum diabadikan.
Jumlah momentum sebelum letupan Jumlah momentum selepas letupan
Menurut Prinsip Keabadian Momentum:Jumlah momentum sebelum letupan = Jumlah momentum selepas letupan
m2
u1 u2 V
m2m1 m2
m1
m1
m2 m1
m2
u1 u2 v1 v2
m1 m2
m1
v1 v2
m1 m2m1 m2
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
18/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 18
Contoh 1:Suatu objek A berjisim 1 kg denganhalaju 4 ms-1 dan objek B berjisim 2 kgdengan halaju 2 ms-1 menuju antara satusama lain. Jika objek A bergerak denganhalaju 1.5 ms-1 selepas perlanggaran padaarah bertentangan dengan arah asal,berapakah halaju objek B?Penyelesaian:
Contoh 2:Sebuah troli berjisim 1 kg bergerakdengan halaju 3 ms-1 menuju ke arahsebuah troli berjisim sama yang pegun.Selepas perlanggaran, kedua-dua trolibergerak bersama-sama. Berapakahhalaju sepunya kedua-dua troli itu?Penyelesaian:
Contoh 3:Sebiji bola berjisim 3 kg yang bergerakdengan halaju 2 ms-1 berlanggar dengan
objek berjisim mkg yang pegun. Selepasperlanggaran, bola bergerak denganhalaju 1 ms-1 pada arah yang samamanakala objek bergerak dengan halaju1.5 ms-1 pada arah yang sama denganarah bola. Berapakah nilai m?Penyelesaian:
Contoh 4:Sebutir peluru berjisim 2 g ditembakkeluar daripada selaras senapang yang
berjisim 1 kg dengan halaju 150 ms-1.Berapakah halaju sentakan senapang itu?Penyelesaian:
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
19/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 19
Latihan 2.4: Momentum dan prinsip keabadian momentum
(1) Sebuah troli berjisim 3 kg bergerak dengan halaju 1.5 ms-1 menuju ke arah sebuahtroli berjisim 2 kg yang pegun. Selepas perlanggaran, kedua-dua troli itu bergerakbersama-sama. Berapakah halaju sepunya kedua-dua troli itu?
(2) Sepucuk pistol berjisim 1.4 kg menembak keluar sebutir peluru berjisim 1.6 g. Jikapistol tersentak ke belakang dengan halaju 0.2 ms-1, berapakah halaju peluru itu?
(3) Sebuah troli A berjisim 400 g yang bergerak dengan halaju 2.0 ms-1 berlanggardengan sebuah troli B berjisim 500 g yang bergerak bertentangan arah denganhalaju 2.5 ms-1. Jika troli B bergerak dengan halaju 1.5 ms-1 pada arah yang samaselepas perlanggaran, berapakah halaju troli A selepas perlanggaran?
(4) Sebatang anak panah berjisim 150 g ditembak ke arah seketul bongkah kayuberjisim 450 g yang di atas suatu permukaan yang licin. Ketika perlanggaran anakpanah itu bergerak secara mengufuk dengan halaju 15 ms-1. Hitungkan halajusepunya selepas perlanggaran.
(5) Sebiji peluru berjisim 20 g ditembak keluar daripada sepucuk senapang yangberjisim 5 kg dengan halaju 200 ms-1. Berapakah halaju sentakan senapangtersebut?
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
20/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 20
2.5 Kesan Daya
Daya ditakrifkan sebagai sesuatu yang dapat mengubah keadaan pegun atau keadaangerakan dengan halaju seragam suatu objek.
Apabila suatu daya dikenakan ke atas suatu objek, ia boleh mengubah bentuk, saiz,gerakan objek dan kedudukan objek.
Daya seimbang Contoh:
Daya paduan yang bertindak keatas kotak kayu itu adalah sifar,iaituDaya paduan = 100 N + (- 100 N)
= 0 N
Dua daya sama magnitud bertindak bertentanganarah pada suatu kotak kayu.
Daya paduan yang bertindak keatas kapal terbang adalah sifar,
Daya angkat = BeratDaya tujah = daya seretan
Sebuah kapal terbang bergerak dengan halajuseragam pada ketinggian tetap.
Kesan daya seimbang: Suatu objek akan sentiasa pegun (Halaju = 0 ms-1) Suatu objek akan terus bergerak dengan halaju seragam (Pecutan = 0 ms-2)
Daya tak seimbang Contoh:
Daya paduan yang bertindak keatas kotak kayu itu adalah bukansifar, iaituDaya paduan = 100 N + (- 200 N)
= - 100 N
(Daya paduan 0 N)
Dua daya tidak sama magnitud bertindakbertentangan arah pada suatu kotak kayu.
Daya tak seimbang wujud apabila daya-daya yang bertindak pada suatu objek
menghasilkan suatu daya paduan 0 N.Daya paduan juga disebut sebagai daya bersih.
Kesan daya tak seimbang: Suatu objek yang asalnya pegun akan bergerak dengan suatu pecutan. Suatu objek yang asalnya bergerak dengan halaju seragam akan mengalami
pecutan atau nyahpecutan atau arah gerakannya berubah.
100 N100 N
Berat
Daya angkat
Daya
seretan
Daya
tujah
100 N200 N
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
21/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 21
Daya, Pecutan dan Jisim (Force, accelerat ion and m ass)
HukumNewton Kedua
Menyatakan bahawa daya yang bertindak pada suatu objekadalah berkadar langsung dengan kadar perubahanmomentum objek itu pada arah yang sama dengan arahperubahan momentum.
Daya kadar perubahan momentumDaya
diambilyangmasa
awalmomentum-akhirmomentum
Jika suatu objek berjisim, m dikenakan suatu daya, F danhalaju objek itu meningkat dari u ke v dalam masa, t, maka
F t
mu-mv
F t
u)-m(v
F maF = kma k= pemalar
Daya 1 N ditakrifkan sebagai daya yang menghasilkan pecutan1 ms-2 apabila daya itu bertindak ke atas suatu objek berjisim 1kg.
k=ma
F=
11
1
= 1
maka persamaan F=kma bertukar menjadi
Contoh 1: Satu objek berjisim 3 kg bergerakdengan halaju seragam apabila daya 6 Nbertindak ke atasnya seperti pada rajah (a).Jika daya yang bertindak itu ditambahmenjadi 15 N seperti pada rajah (b),berapakah(i) Daya paduan yang bertindak(ii) pecutan objek itu?
Rajah (a)
Rajah (b)
Penyelesaian:
F = ma
1 N
1 kg
1 ms-2
3 kg
6 N
15 N
3 kg
F dalam persamaan ini
merujuk kepada daya
paduan atau daya bersih
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
22/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 22
Contoh 2: Sebuah kereta berjisim 1500bergerak pada halaju 20 ms-1 diberhentikandalam masa 5 s apabila breknya dikenakan.Hitung(i) Nyahpecutan purata kereta itu(ii) Daya membrek purata yang bertindak
Penyelesaian:
Hubungan antara pecutan (a) dan daya (F)
Pecutan, a objek berkadar terus dengan daya,F yang bertindak ke atas objek tersebut.
a F
Hubungan antara pecutan (a) dan jisim (m)
Pecutan suatu objek berkadar songsangdengan jisim objek tersebut.
a m
1
F
a
m
a
m
1
a
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
23/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 23
Latihan 2.5 Kesan Daya (Daya, Pecutan & Jisim)
(1) Satu jasad berjisim 200 g ditarikdengan daya 8 N di atas permukaan mejayang licin.Pecutan yang dihasilkanadalah?
(2)
Dua daya bertindak kepada suatu jasadberjisim 4 kg. Tentukan pecutan jasaddan nyatakan arah gerakannya.
(3)
Sebuah troli berjisim 2 kg bergerak
dengan halaju 6 ms-1
melalui permukaankasar sejauh 2.8 m dan akhirnyaberhenti.Tentukan daya geseran yangterdapat pada permukaan kasar itu.
(4) Suatu jasad berjisim 2 kg apabila iaditarik di atas meja ufuk dengan daya 5 N,ia bergerak dengan halaju seragam.Tentukan
(a) Daya geseran terdapat padapermukaan meja.
(b) Pecutan dihasilkan apabila jasadditarik dengan daya 17 N.
(5)
Satu jasad berjisim 2 kg ditarik dengandaya 15 N dan daya geseran sebanyak 3N bertindak pada permukaan kasar.Pecutan jasad tersebut adalah?
(6) Satu jasad yang berjisim 3 kg ditolakoleh daya 10 N di atas permukaan ufuk
yang kasar menyebabkan jasad bergerakdengan pecutan 3 ms
-2. Berapakah daya
geseran pada permukaan kasar?
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
24/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 24
2.6 Impuls dan Daya Impuls (Impuls and Imp uls ive force)
Impuls
Unit : kgms-1atau Ns
Perubahan momentum= momentum akhir momentum awal= mv mu
m = jisimu = halaju awalv = halaju akhirt = masa hentaman atau
masa sentuhan ataumasa yang diambiluntuk perubahanmomentum berlaku.
Daya impuls
Unit : N
Kadar perubahan momentum dalamsuatu perlanggaran atau letupan
Daya impuls, F =masa
momentumPerubahan
Daya impuls, F =t
mu-mv
Kesan masasentuhanke atas
magnituddaya impuls
Daya impuls, F berkadar songsangdengan masa sentuhan, t dalam suatuperlanggaran.
F t
1
Masa sentuhan panjang Daya impuls berkurangMasa sentuhan singkat Daya impuls bertambah
Situasi di mana daya impuls perlu dikurangkan
Tilam tebal digunakan dalam acara lompat tinggi. Apabila atlitjatuh ke atas tilam tebal, masa hentaman dapat dipanjangkan.Maka daya impuls yang terhasil dapat dikurangkan. Dengan itu,ia dapat mengelak atlit mengalami kecederaan akibat daripadadaya impuls.
Penjaga gol memakai sarung tangan tebal bagi meningkatkanmasa hentaman sewaktu menangkap bola yang bergerak laju.Ini dapat menggurangkan daya impuls.
Atlit lompat jauh mendarat di atas pasir. Ini dapatmemanjangkan masa hentaman sewaktu pendaratan. Dayaimpuls dapat dikurangkan bagi mengelak kecederaan kepadaatlit.
Sarung tangan tebal digunakan oleh peninju bagi
mengurangkan daya impuls semasa menumbuk pihak lawan.Sarung tangan tebal membantu meningkatkan masa hentamansemasa tumbukan dilakukan. Kecederaan teruk dapatdielakkan.
Ahli payung terjun membengkokkan kaki semasa pendaratandi atas tanah. Dengan cara ini, ia mampu mengurangkan dayaimpuls dengan memanjangkan masa hentaman kaki denganpermukaan tanah.
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
25/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 25
Situasi di mana daya impuls perlu ditingkatkan
Ahli karate mampu memotong kepingan kayu yang tebaldengan menggunakan tangan. Tangan perlu dihayun denganpantas sebelum menghentam kepingan kayu. Sebaik sahajamenyentuh permukaan kayu, tangan diangkat dengan cepat.
Teknik ini menyebabkan perubahan momentum tangan berlakudalam masa yang singkat. Maka daya impuls yang besardikenakan ke atas kepingan kayu dan menyebabkan kayupecah.
Bola sepak mesti mempunyai tekanan udara yang cukup.Semasa kaki menghentam bola, perubahan momentum kakiberlaku dalam masa singkat. Ini menghasilkan daya impulsyang besar ke atas bola bagi membolehkan bola itu bergerakdengan lebih laju dan jauh.
Makanan dihancurkan menggunakan antan dan lesung.Antan diangkat ke atas dan makanan di dalam lesung ditumbukdengan cepat. Hentaman antara antan dan lesung batumenghasilkan daya impuls yang bertindak pada makanan danmenghancurkan makanan.
Latihan 2.6: Impuls & Daya Impuls
(1) Sebiji bola berjisim 200 g disepak olehseorang pemain dengan halaju 80 ms
-1
dan kemudian terkena kepala seorangpemain lain menyebabkan bola bergerakdengan halaju 60 ms
-1. Berapakah impuls
yang dihasilkan oleh bola itu.
(2) Sebiji bola tenis yang berjisim 100 g
sedang bergerak dengan halaju 40 ms-1
.Bola tenis itu terpantul balik denganhalaju 10 ms -1 dan masa tindakan ialah 20ms.Tentukan daya impuls bola tenis itu.
(3) Seorang budak lelaki berjisim 50 kgmelompat dari satu tempat tinggi ketanah. Halaju sejurus sebelum terkena
tanah ialah 4 ms-1
. Berapakah dayaimpuls yang dikenakan oleh budak itukepada tanah jika budak itu melompatdengan(a) membengkokkan kaki dan mengambil
masa 0.5 saat untuk tiba ke tanah.
(b) meluruskan kaki dan mengambilmasa 0.02 saat untuk tiba ke tanah.
(4) Sebuah kereta mainan berjisim 1.5 kgbergerak dengan halaju seragam 40 ms-1berlanggar dengan sebuah dinding danmelantun semula dengan halaju 35 ms-1.(a) Berapakah impuls yang bertindak
pada kereta itu?(b) Jika perlanggaran tersebut
mengambil masa 0.8 s, berapakahdaya impuls yang dikenakan kepada
kereta mainan tersebut?
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
26/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 26
2.7 Kepentingan Ciri-ciri Keselamatan Kenderaan
Beg Udara
Zon mudah remuk
Tali pinggang keledar
Penghadang kepala
Bampar
Cermin hadapan pecah
berterabur
Sistem brek ABSTayar berbunga
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
27/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 27
Komponen Fungsi
Penghadang kepala Mengurangkan kesan inersia ke atas kepala semasahentaman daripada belakang
Bag udara Memanjangkan masa hentaman. Maka daya impuls dapatdikurangkan
Cermin depan pecahberterabur Cermin pecah berterabur dan berbentuk tumpul. Melindungipenumpang dan pemandu daripada luka.
Zon mudah remuk Memanjangkan masa hentaman semasa perlanggaran. Makadaya impuls dapat dikurangkan
Bumper Memanjangkan masa hentaman semasa perlanggaran. Makadaya impuls dapat dikurangkan
Anti-braking system(ABS)
Membantu pemandu memberhentikan kenderaan tanpamenyebabkan brek terkunci.
Tali pinggang keledar Mengurangkan kesan inersia dengan menghalangpenumpang terhumban ke hadapan.
Tayar berbunga Menambahkan daya geseran pada permukaan jalan raya
semasa cuaca hujan.
Latihan 2.7: Kepentingan ciri-ciri keselamatan kenderaan
Suatu syarikat kereta ingin mereka bentuk sebuah kereta untuk perlumbaan. Sebagaiseorang pereka, anda dikehendaki memberikan cadangan dalam mereka bentuksebuah kereta yang boleh bergerak laju dan selamat.
Dengan menggunakan pengetahuan anda dalam daya, momentum dan konsep fizikyang lain, nyatakan dan terangkan cadangan berdasarkan aspek-aspek berikut:
(i) Mengurangkan kesan hentaman di bahagian hadapan dan belakang kereta.(ii) Mengurangkan kesan hentaman di bahagian sisi kereta.(iii) Ciri-ciri keselamatan di tempat duduk pemandu.(iii) Reka bentuk kawalan pemanduan kereta.(iv) Kemampuan enjin kereta.
Jawapan:
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
28/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 28
2.8 Daya Graviti (Gravi tat ional force)
Daya graviti(Gravi tat ional for ce)
Suatu objek jatuh ke bumi kerana ia ditarik ke arah Bumioleh daya graviti.
Daya ini dikenali sebagai Daya tarikan graviti atau Dayagraviti bumi.
Daya graviti bumi cenderung untuk menarik semua objekke arah pusat bumi.
Jatuh bebas(Free fal l)
Suatu objek jatuh bebas apabila ia jatuh hanya di bawahpengaruh daya graviti. Halaju objek bertambah (pecutanseragam).
Jatuh bebas hanya berlaku apabila suatu objek berada didalam ruang vakum. Ruang vakum ialah suatu ruang
kosong tanpa molekul udara.
Ketiadaan udara bermaksud tiada rintangan udara yangakan menentang gerakan jatuhan suatu objek.
Di dalam ruang vakum, kedua-dua objek ringan dan beratmengalami jatuh bebas. Mereka jatuh dengan pecutan yangsama iaitu pecutan graviti, g.
Pecutan graviti,g(gravi tat ional
accelerat ion)
Unit bagi g ialahms-2 atau Nkg-1
g = 10ms-2
Objek yang jatuh bebas mengalami pecutan seragam.Pecutan ini dikenali sebagai pecutan graviti, g.
Nilai pecutan graviti, g ialah 9.8 ms-2
.
Magnitud pecutan graviti bergantung kepada kekuatanmedan graviti.
Bagi memudahkan penyelesaian berangka, nilai g biasanyadianggap sebagai 10 ms-2.
Medan graviti(Gravi tat ional f ield)
Ingat kembali!!!:
F = maa = g
F = mg
Medan graviti merupakan kawasan di sekeliling Bumi dimana suatu objek mengalami daya tarikan ke pusat Bumi.
Daya tersebut ialah daya tarikan graviti
Kekuatan medan graviti ditakrifkan sebagai daya gravitiyang bertindak ke atas suatu objek berjisim 1 kg.
m
Fg dan unitnya ialah Nkg
-1.
Kekuatan medan graviti, g = 10 Nkg-1Pecutan graviti, g = 10 ms-2
Berat (weight)
Unit : Newton (N)
Kuantiti vektor
Berat suatu objek ialah daya graviti yang bertindak ke atasobjek tersebut.
W = F = mg
W = mg
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
29/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 29
Perbandingan antara jisim (mass)dan berat (weight)Jisim Berat
Jisim ialah kuantiti jirim dalam suatuobjek
Berat ialah daya graviti yang bertindakpada suatu objek.
Tetap di semua tempat Berubah mengikut tempatKuantiti skala Kuantiti vektor
Unit SI: kilogram (kg) Unit SI: Newton (N)
a
Perbezaan antara jatuhan di udaradan jatuh bebas di dalam ruangvakum bagi satu syiling dan buluayam.
Kedua-dua objek dijatuhkanserentak pada suatu ketinggianyang sama.
Dalam ruang vakum Dalam ruang udara
Tiada rintangan udara
Syiling dan bulu ayam mengalamijatuh bebas.
Hanya daya graviti bertindak ke ataskedua-dua objek.
Kedua-dua objek jatuh mencecahlantai dalam masa yang sama
Kedua-dua objek jatuh kerana dayagraviti.
Wujud rintangan udara ke ataspermukaan objek yang sedang jatuh
(Bertindak ke atas)
Bulu ayam mempunyai permukaanyang lebih luas maka mengalamirintangan udara yang lebih tinggi.
Syiling akan jatuh terlebih dahulu.
Daripada gambar foto gerakan jatuhandua bebola besi yang diambilmenggunakan stroboskop di sebelah,kelihatan jarak antara imej berturutan
bertambah.
Ini menunjukkan kedua-dua bebolabesi bergerak dengan pecutan.
Daripada gambar foto itu juga,didapati kedua-dua bebola besisentiasa berada pada aras yang samasetiap masa.
Ini menunjukkan kedua-dua bebolabesi bergerak dengan pecutan graviti.
g
Kedudukan asal
Duit syiling
Bulu ayam
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
30/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 30
Eksperimen: Menentukan nilai pecutan graviti bumi, g
Hidupkan jangka masa detik.Lepaskan pemberat supaya jatuh bebas kelantai.Daripada pita detik yang diperolehi bina sebuah
carta pita setiap detik.
Daripada carta pita,
(1) Kirakan halaju awal, u =0.04
xdan
(2) Kirakan halaju akhir, v =0.04
y
(3) Kirakan masa pecutan , t = (6 - 1) x 0.04
(4) Kirakan pecutan, a =t
uv = pecutan graviti, g
Perbincangan dan kesimpulan :(1) Nilai pecutan graviti yang dieprolehi ialah ...........................
(2) Nilai pecutan,g didapati kurang daripada nilai piawai kerana terdapat geseranantara pita detik dan jangka masa detik dan Rintangan udara ke atas pemberat.
Latihan 2.8 : Daya graviti
(1) Seorang pelajar hendak menganggarkan tinggi sebuah tebing tinggi dengan
menjatuhkan sebiji batu dari bahagian atas tebing itu. Dengan menggunakan sebuahjam randek pelajar itu mendapati batu itu terkena tanah 4 saat kemudian.Berapakah tinggi tebing tinggi itu?
(2) Satu objek dilepaskan pada ketinggian 50 m. Berapakah masa yang diambil untuksampai ke lantai?
(3) Sebiji bola dilontarkan tegak ke atas dengan halaju awal 20 ms-1.Jika g = 10 ms-2 dan rintangan udara boleh diabaikan, tentukan(a) Tinggi maksimum yang tercapai.(b) Masa untuk bola kembali ke titik permulaannya.
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
31/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 31
2.9 Keseimbangan Daya (Equi l ibr ium of forces)
Prinsip keseimbangandaya
Apabila suatu jasad dikenakan beberapa daya, jasad akanberada dalam keadaan keseimbangan jika daya paduan, Fadalah sifar.
Daya paduan, F = F1 + (-F2) = 0 NJika F1 = F2 dan bertentangan arah antara satu sama lain.
Objek dikatakan berada dalam keadaan keseimbangandaya apabila objek itu sedang pegun atau objek itusedang bergerak dengan halaju seragam.
Ini berdasarkan formula, F = ma atau a =mF .
Apabila keseimbangan daya dicapai, F = 0 N,maka a = 0 ms-2 atau bergerak dengan halaju seragam.
Hukum Gerakan NewtonKetiga
Jika terdapat daya bertindak pada suatu objek makaterdapat satu daya tindakbalas yang sama magnitudtetapi bertentangan arah.Contoh: Objek yang pegun di atas meja
R = W
Contoh-contoh situasi objek dalam keseimbangan daya
Kereta bergerak dengan halaju seragam Kapal terbang bergerak dengan halajuseragam pada ketinggian tetap.
Berat, W
Tindak balas, R
F1F2
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
32/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 32
Kapal terapung di permukaan air Belon udara panas terapung pada satuketinggian tetap
Objek tergantung pada seutas tali Objek yang pegun di atas landasan
condong
Penamb ahan daya
Daya paduan, F = +
Daya paduan, F = +
Info:Tanda positif atau negatif pada nilai dayamerujuk kepada arah tindakan daya itu.
Jika dua daya yang bertindak pada suatu titik O tidak selari antara satu sama lainmaka, daya paduan, F dapat ditentukan melalui:(a) Kaedah segi empat selari
(b) Kaedah segi tiga
F1F2
F1F2
+
+
-
-
P
Q
P
Q F
O O
S
T
O S
TF
O
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
33/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 33
Kaedah segi empat selari
(a) Lukis garis OA mengikut skala untuk mewakili daya P.
(b) Dari titik O, lukis garis OB mengikut skala untuk mewakili dayaQ.
(c) Lengkapkan segi empat selari OACB dengan melukis garis BC yang selaridengan garis OA dan garis AC yang selari dengan garis BO.
(d) Lukis pepenjuru OC. OC mewakili daya paduan bagi daya P dan daya Q.Magnitud daya paduan, F = panjang pepenjuru OC x nilai skala daya.
Arah daya paduan = sudut .
Kaedah segi tiga
(a) Lukis garis OA mengikut skala untuk mewakili daya S.
(b) Dari kepala anak panah garis OA, lukis garis AB mengikut skala untukmewakili daya, T
(c) Lengkapkan segi tiga OAB. Sisi ketiga OB mewakili daya paduan bagi daya Sdan daya T.Magnitud daya paduan, F = panjang pepenjuru OB x nilai skala daya.
Arah daya paduan = sudut .
PO A
PO A
Q
B
P
Q
CB
AO
P
Q R
CB
AO
SO A
OS
T
S
TF
O
B
A
A
B
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
34/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 34
Contoh situasi 1 Contoh situasi 2
Latihan 2.9: Keseimbangan daya (Daya Paduan)
(1) Kira daya paduan. Arah manakahobjek tersebut akan bergerak?
(2) Kira daya paduan. Arah manakah objektersebut akan bergerak?
(3) Seekor kuda menarik pedati berjisim 920 kgdengan daya 500 N. Petani membantu kuda itudengan menolak pedati dari belakang dengandaya 200 N.(i) Kira daya paduan yang bertindak?(ii) Kira pecutan pedati tersebut
(4)Seekor kuda menarik pedati berjisim 150 kgdengan daya 500 N. Petani menarik pedati itupada arah bertentangan dengan daya 200 N.(i) Kira daya paduan(ii) Kira pecutan pedati itu.
(5) Dua daya bertindak pada suatu kotak kayu seperti dalam rajah di bawah.Kira daya paduan menggunakan kaedah segi empat selari.
P Q
6 N
12 N60
12 N4 N
12 N4 N
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
35/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 35
Penyelesaian:
(6) Dua daya bertindak pada suatu kotak kayu seperti dalam rajah di bawah.Kira daya paduan menggunakan kaedah segi tiga.
Penyelesaian:
6 N
12 N
60
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
36/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 36
(7) Dua bot tunda menarik sebuah kapalbesar dengan daya F1 = 4000 N dandaya F2 = 3000 N. Berapakah dayapaduan dan arah tindakannya?
Penyelesaian:
8. Lengkapkan rajah di bawah untuk menunjukkan arah daya paduan.
9 N
4 N
1 cm mewakili 1 N
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
37/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 37
Berat Ketara dalam Lif
Berat suatu objek, W yang ditunjukkan pada penimbangialah magnitud daya tindak balas normal, R yangbertindak ke atas objek yang diletakkan di atasnya.
Bacaan penimbang = daya tindak balas normal, R
Kes 1: Lif berada dalam keadaan pegun atau bergerakdengan halaju seragam
Kes 2: Lif bergerak ke atas dengan pecutan, a
Daya paduan, FF = R Wma = R mgR = ma + mg
Kes 3: Lif bergerak ke bawah dengan pecutan, a
Daya paduan, FF = W Rma = mg RR = mg ma
W
R
W
R
W
R
a
F = ma
W = mg
Bacaan penimbang = R = W
Bacaan penimbang, R = ma + mg
W
R
a
F = ma
W = mg
Bacaan penimbang, R = mg ma
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
38/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 38
Leraian Daya
Situasi harian yang melibatkan leraian daya
Satu daya tunggal dapat dileraikan kepada dua komponen daya yang berserenjang.Leraian daya bertujuan menentukan daya berkesan yang terhasil ke atas suatu objek.
Daya Fx yang diwakili oleh garis OAdisebut komponen mengufuk bagi daya F.
kos =F
F
OC
OA X
Fx = F kos Daya Fy yang diwakili oleh garis OBdisebut komponen mencancang daya F.
sin =F
F
OC
OB
OC
AC Y
Fy = F sin Garis daya yang dileraikan mesti menjadihipotenus.
F F
Fx
Fy
Fx
Fy
F
O A
CB
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
39/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 39
Latihan 2.9 : (Leraian Daya)
(1) Cari nilai komponen daya mengufukdan komponen daya mencancang
(2) Cari nilai komponen daya mengufukdan komponen daya mencancang
(3) Sebuah troli berjisim 2 kg di atas lantai licinditarik oleh satu daya condong 10 N.(i) Kira komponen daya mengufuk, Fx.(ii) Kira pecutan troli tersebut bergerak.(iii) Kenapa troli tidak bergerak ke arah
Fy?
(4) Seorang budak menolak mesin rumput dengandaya, F = 100 N.(i) Labelkan arah daya, F, komponen daya Fx
dan komponen daya Fy.(ii) Kira nilai komponen daya Fx dan Fy.
(5) Seorang lelaki menarik sebuah beg dengandaya 150 N. Kira komponen daya Fx.
Tentukan jenis gerakan beg tersebut.
Fy
Fx
F= 200N
40
Fx
30
F= 300 NFy
Fx
Fy
F= 10 N
50
60
60Daya geseran
75 N
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
40/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 40
(6) Satu bongkah kayu berjisim 2 kg terletak di
atas landasan condong bersudut 30.(i) Tentukan dan labelkan arah berat W, dua
komponen berat bongkah kayu itu.
(ii) Kira komponen berat bongkah kayu yangselari dengan landasan condong.
(iii) Kira komponen berat bongkah kayu yangserenjang dengan landasan condong.
Panduan menjawab
30
Komponen W1
Komponen W2
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
41/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 41
Penyelesaian masalah melibatkan daya-daya dalam keseimbangan.
Contoh 1:Satu bola berjisim 1.2 kg diikat kepadaseutas tali yang diikatkan pada siling.Seutas tali lagi diikat pada bola itu danditarik secara mengufuk sehingga taliyang diikat kepada siling itu membuat
sudut 30o dengan garis normal kepadasiling. Cari nilai tegangan M dan N padakedua-dua tali.
Penyelesaian:
Berat bola = mg = 1.2 x 10 = 12 N
Melukis segitiga keseimbangan daya:
1 cm mewakili 2 N
Contoh 2:Satu bongkah kayu berjisim 0.9 kgdigantung dengan 2 utas tali. Kedua-dua
tali membuat sudut 30 dengan garismengufuk.
(a) Lukiskan segitiga keseimbangan daya.(b) Hitungkan tegangan tali, T.
Penyelesaian:Skala 1 cm : 1.5 N
1.2kg
Syiling
N
M
30
Berat = 12 NM
N
Tegangan M = 7 cm x 2 N = 14 N
Tegangan N = 3.5 cm x 2 N = 7 N
30
30
9 N
0.9 kg
30 30T T
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
42/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 42
Contoh 3:Sebuah cermin berjisim 2 kg digantungseperti dalam rajah.(a) Labelkan daya-daya yang bertindak
ke atas cermin itu.(b) Hitung tegangan tali.(c) Tentukan nilai daya paduan.
Penyelesaian:
Contoh 4:Satu bongkah kayu berjisim 4 kgtergantung seperti ditunjukkan dalamrajah di bawah.
(a) Labelkan daya-daya yang bertindak.(b) Tentukan tegangan tali, T1 dan
tegangan tali, T2 denganmenggunakan melukis segitigakeseimbangan daya.
Penyelesaian:
3080
T2T1
45 45
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
43/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 43
2.10 Kerja, tenaga, kuasa dan kecekapan (Work, energy and ef f ic iency)
Kerja Kerja ialah hasil darab daya yang bertindak dansesaran objek tersebut dalam arah daya yangdikenakan.
W = Fs dimana W ialah kerja,F = daya dan s = sesaran
Jika terdapat lebih daripada dua daya bertindak,nilai F merujuk kepada daya paduan.
Unit Kerja ialah Joule (J) 1 Joule kerja dilakukan apabila satu daya 1 Nmenggerakkan satu objek sejauh 1 m dalam arahdaya dikenakan.
1 J = 1 Nm
Pengiraan Kerja, W
Kes 1: Arah sesaran suatu objek sama dengan arah daya yang dikenakan
Kerja, W = F s
Kerja, W = F s
Contoh 1Seorang budak menolak basikal dengandaya 25 N melalui satu sesaran 3m.
Kira kerja dilakukan oleh budak itu.Penyelesaian:
Contoh 2Seorang budak mengangkat pasu bungaberjisim 2 kg secara menegak hinggamencapai ketinggian 0.4 m.
Kira kerja dilakukan oleh budak itu.Penyelesaian:
F
ss
F
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
44/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 44
Kes 2: Arah sesaran suatu objek tidak sama dengan arah daya yang dikenakan
Kerja, W = Komponen daya Fx sesaran objek= (F cos ) s
Contoh 3: Seorang lelaki menariksebakul ikan sepanjang permukaandengan daya 40 N bagimenggerakkan bakul sejauh 6 m.
Penyelesaian:
Tiada kerja dilakukan atau W = 0 J
Objek pegun
Seorang pelajar mengalas
beg dan sedang berdirimenunggu bas
Arah gerakan objek
serenjang dengan dayayang dikenakan.
Seorang pelayan sedangmembawa sedulangmakanan dan berjalan.
Tiada daya dikenakan ke
atas objek dalam arahsesarannya (objekbergerak keranainersianya)
Cth: Satelit mengorbitdalam angkasa. Tiadageseran di angkasa. Tiadadaya bertindak pada arahgerakan orbit.
F
s
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
45/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 45
Tenaga (Energy)
Tenaga ditakrifkan sebagai keupayaan melakukan kerja. Unit tenaga ialah Joule (J) Tenaga yang dipunyai oleh suatu objek diukur daripada kerja yang dilakukan
olehnya.
Apabila kerja dilakukan, suatu daya dikenakan ke atas suatu objek akan mengubahkedudukan objek tersebut. Apabila kerja dilakukan, tenaga dipindahkan dari suatu objek ke objek yang lain. Apabila kerja dilakukan juga, tenaga dipindahkan daripada satu bentuk ke bentuk
yang lain. Jumlah tenaga yang dipindahkan = Kerja yang dilakukan (work done)
Tenaga keupayaan graviti (Gravi tat ional potent ial energy)
F = W = mg
Tenaga keupayaan graviti ialah tenaga yang dipunyai olehsuatu objek kerana kedudukannya.
Daya, F yang diperlukan untuk menaikkan objek itu sama
dengan berat objek, W.
Tenaga keupayaan graviti, Ep= kerja dilakukan= daya, F x sesaran, h= mgh
Tenaga kinetik (Kinet ic energy)
Tenaga kinetik ialah tenaga yang dipunyai oleh suatu objek kerana gerakkkannya.
Pecutan, a troli ditentukan seperti yang berikut:
v2 = u2 +2as u = 0 ms-1v2 = 2as
a =
2s
v2
Tenaga kinetik, Ek= kerja dilakukan
= daya, F sesaran, s= (ma) s= m
2s
v2 s
= 2mv2
1
W
W hF
Ep= mgh
s
u= 0 ms-1
m F
halaju = v
m
Ek=2
mv2
1
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
46/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 46
Prinsip KeabadianTenaga
Menyatakan bahawa tenaga tidak dicipta atau dimusnahkan,tetapi boleh berubah daripada satu bentuk ke bentuk yanglain.
Ep = Ekmgh = 2mv
2
1
Contoh:
Kuasa (Power) Kadar melakukan kerja atauKadar pemindahan tenaga dari satu bentuk ke bentukyang lain.
Kuasa =t
W
diambilyangmasa
dilakukanyangkerja
Unit Kuasa ialah watt (W) atau Js-1
1 W = 1 Js-1
Kecekapan(Eff iciency)
Kecekapan suatu alat ialah peratus tenaga digunakanberbanding tenaga yang dibekalkan.
Kecekapan = 100%dibekalkanTenaga
digunakanTenaga
Kecekapan = 100%inputKuasa
outputKuasa
Ep= maks
Ek = 0
Ep= maks
Ek = 0
Ep= 0
Ek = maks
AlatTenaga yang
dibekalkan
Tenaga yang
digunakan
Tenaga yang
hilang
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
47/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 47
Latihan 2.10: Kerja, tenaga, kuasa dan kecekapan
(1) Seorang pekerja menarik satubongkah kayu seberat, W dengan satudaya P sepanjang satah condong tanpageseran setinggi, h. Jarak dilalui olehbongkah kayu ialah x. Kira kerjadilakukan oleh pekerja tersebut untukmenarik bongkah itu.
(2) Seorang pelajar berjisim m menaikisatu tangga yang mempunyai ketinggian,h. Dia mengambil masa t saat.Apakah kuasa pelajar itu?
(3) Satu batu dibaling ke atas denganhalaju awal 20 ms-1. Berapakah ketinggianmaksimum yang boleh dicapai oleh batu
itu.
(4) Seekor monyet berjisim 20 kgmemanjat sebatang pokok kelapa yangtingginya 15 m dalam masa 2.5 saat.
Tentukan kuasa yang dijanakan.
(5) Suatu jasad berjisim 0.4 kg dikenakan
suatu daya 20 N bersudut 60o
dengangaris ufuk supaya jasad itu bergeraksejauh 1.5 m di sepanjang garis ufuk.Berapakah kerja yang dilakukan?
(6) Satu jasad berjisim 4 kg sedang
bergerak dengan halaju 2.5 ms-1
. Kiratenaga kinetik yang dipunyai oleh jasaditu.
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
48/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 48
(7) Satu bola titik B dilepaskan dari titik A padaketinggian 0.8 m maka ia bergerak turunsepanjang landasan licin. Berapakah halajubola bila mencapai titik B.
(8) Sebuah motor elektrik digunakanuntuk mengangkat beban yang berjisim 2kg dalam masa 7.5 saat.(a) Tentukan berat beban
(b) Berapakah kerja yang dilakukan olehmotor itu untuk mengangkat beban?
(c) Berapakah pertambahan tenagakeupayaan graviti beban tersebut.
(d) Bandingkan jawapan (b) dan (c) danjelaskan jawapan anda.
(9) Satu motor elektrik pada kren mainan mengangkat suatu objek berjisim 0.12 kgdan mencapai ketinggian 0.4 m dalam 5 s. Motor elektrik tersebut dibekalkan tenagaelektrik oleh bateri sebanyak 0.8 J. Kira(a) Tenaga yang digunakan oleh motor
(b) Kecekapan motor
(c) Kuasa motor
A
B
0.8 m
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
49/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 49
2.12 Kekenyalan
Kekenyalan Kekenyalan sesuatu bahan ialah sifat bahan itu kembalikepada bentuk dan saiz asalnya selepas daya yangdikenakan dialihkan.
Dua jenis daya yang wujud antara atom-atom pepejalialah daya tarikan dan daya tolakan.
Dalam keadaan biasa, kedua-dua daya ini diseimbangkankerana jarak pemisah antara atom-atom adalah tetap.Maka pepejal mempunyai bentuk tetap dan permukaan
yang keras.
Apabila bahan pepejaldiregangkan
Atom-atom pepejal dijauhkan dan daya tarikan bertambahsehingga melebihi daya tolakan antara atom-atom.
Daya tarikan yang bertambah ini akan menarik atom-atomuntuk mengembalikan bentuk asal pepejal selepas dayayang dikenakan dialihkan.
Apabila bahan pepejaldimampatkan
Atom-atom dirapatkan dan daya tolakan bertambahsehingga melebihi daya tarikan antara atom-atom.
Daya tolakan yang bertambah ini akan menolak atom-atom untuk mengembalikan bentuk asal pepejal selepasdaya yang dikenakan dialihkan.
Contoh situasi dan aplikasi yang melibatkan kekenyalan
Daya
tolakan
Daya
tolakan
Daya
tarikan
Daya
tolakan
Daya
tolakan
Daya
tarikan
Daya
tolakan
Daya
tolakan
Daya
tarikan
Daya regangan dikenakan
Daya mampatan dikenakan
Tanpa daya luar
Tanpa daya luar
Ikatan antara atom bertindak seperti spring
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
50/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 50
Eksperimen: Mengkaji hubungan antara daya, F dan pemanjangan spring, x
Situasi: Inferens :
......................................................................................................................
Hipotesis :
......................................................................................................................
Tujuan :
Pembolehubah :
Senarai radas :
Susunanradas :
Prosedur :
Penjadualandata :
Analisis data :
......................................................................................................................Dimanipulasikan : ....................................................................
Bergerak balas : ....................................................................
Dimalarkan : ....................................................................
......................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
...................................................................................................................
Pembaris Spring
Beban berslot
Pin
Kaki retort
F/ N
x/ cm
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
51/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 51
Hukum Hooke Hukum Hooke menyatakan pemanjangan/mampatansuatu bahan kenyal adalah berkadar terus dengan dayaregangan/mampatan yang bertindak jika had kenyalbahan itu tidak dilebihi.
F
x dan F = kxdengan k sebagai pemalar daya
Pemanjangan, x Mampatan, x
Berdasarkan grafFmelawan x:
Fberkadar langsung dengan x
Kecerunan graf = Pemalar daya spring, k
Luas dibawah grafFmelawan x= kerja dilakukan untuk memanjangkan/mampatkanspring= tenaga keupayaan kenyal, Ee
= 2kx2
1Fx
2
1
Pemalar daya spring, k
Unit k:m
N= N m-1
atau N cm-1 atau N mm-1
Pemalar daya spring, kditakrifkan sebagai daya yangdiperlukan untuk menghasilkan seunitpemanjangan/mampatan spring itu, iaitu
kx
F
Nilai kdirujuk sebagai ukuran kekerasan suatu spring.
Spring yang mempunyai nilai pemalar daya spring, kyang besar sukar diregangkan dan ia dikatakan lebihkeras.
Spring yang mempunyai nilai pemalar daya spring, kyang kecil lebih mudah diregangkan dan ia dikatakankurang keras atau lebih lembut.
Nilai kbesar bermaksud lebih keras (kurang kenyal)
Nilai kkecil bermaksud lebih lembut (lebih kenyal)
x10N
10N
x
Kecerunan =
Pemalar daya
spring, k
Luas di bawah graf F-x =
tenaga keupayaan kenyal
Spring
lembut
Spring
keras
BebanSpring
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
52/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 52
Perbandingan nilai pemalar daya spring, k
(A) Berdasarkan gambarajah spring Adan spring B bandingkan:1. Berat beban yang digantung.
...2. Panjang akhir spring.
........................
3. Pemanjangan spring, x
...
4. Kekenyalan (kelembutan) spring
...
5. Pemalar daya spring, k
(B) Daripada jawapan anda di (A),hubungkait antara kekenyalan springdengan pemalar daya spring
..........
Had kekenyalan spring Had kekenyalan spring ialah daya maksimum yangboleh dikenakan ke atasnya selagi ia boleh kembalikepada panjang asal apabila daya yang dikenakandialihkan.
Jika spring tersebut dikenakan suatu daya melebihihad kekenyalan, ia tidak boleh kembali kepada
panjang asal apabila daya yang dikenakan dialihkan.
Suatu spring yang dikenakan daya melebihi hadkekenyalannya tidak akan kenyal lagi dan mengalamipemanjangan kekal.
Apabila suatu daya yang dikenakan melebihi hadkekenyalan, maka Hukum Hooke tidak lagi dipatuhi.
Had kekenyalan boleh ditentukan sebagai titik di managraf garis lurus berakhir dan mula melengkung.
Spring A Spring B
10N
10N
Spring A Spring B
F
x
had
kenyal
x
F
had
kenyal
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
53/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 53
Faktor-faktor yang mempengaruhi kekenyalan spring
Diameter spring Panjang spring
.......................................................................................
.......................................................................................
...........................................................................................
...........................................................................................
Diameter dawai spring Jenis bahan
...........................................................................................
...........................................................................................
...........................................................................................
...........................................................................................
Susunan spring
Secara bersiri Secara selari
Beban dikenakan bagi setiap springadalah sama.Ketegangan bagi setiap spring = W
Pemanjangan bagi setiap spring = x
Jumlah pemanjangan spring = 2x
Beban dikongsi sama rata bagi setiapspring.
Ketegangan spring =2
W
Pemanjangan bagi setiap spring =2
x
Jumlah pemanjangan spring =2x
Pemalar spring = k
Pemalar spring =2
k
Pemalar spring = k Pemalar spring = 2k
F/N
x/cm
Diameter kecil
Diameter besar
1
F/N
x/cm
Spring pendek
Spring panjang
1
F/N
x/cm
Dawai tebal
Dawai halus
1
F/N
x/cm
Dawai keluli
Dawai kuprum
1
W
W
WW
7/27/2019 Bab 2 - DAYA DAN GERAKAN Modul Fizik SPM Bahasa Melayu
54/54
Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2013
Latihan 2.12: Kekenyalan
(1) Suatu spring keluli menghasilkanpemanjangan 4 cm apabila dikenakandaya 8 N. Berapakah daya yang perludikenakan supaya pemanjangannyaadalah 5 cm?
(2) Sebuah spring mempunyai panjangasal 5 cm.Apabila digantung beban 20 g,panjangnya menjadi 7 cm.Tentukanjumlah pemanjangan spring, x apabiladigantung beban 40 g.
(3) Rajah menunjukkan sebuah springyang mempunyai panjang asal 18 cm.Apabila diletakkan beban 10 kg,
panjangnya menjadi 8 cm dan apabiladiletakkan beban P panjangnya menjadi10 cm. Berapakah nilai P?
(4) Suatu spring keluli mempunyaipanjang asal 20 cm. Apabila beban 2 Ndiletakkan ke atasnya, spring itutermampat menjadi 12 cm. Berapakahberat W apabila spring dimampatkanmenjadi 8 cm?
(5) Suatu spring dipanjangkan sebanyak4.5 cm apabila daya 9 N dikenakankepadanya. Berapakah pemanjanganspring apabila daya 36 N dikenakankepadanya?
(6) Suatu spring dengan panjang asal 15cm termampat sebanyak 2.5 cm apabilabeban 2 N diletakkan di atasnya.Berapakah panjang spring apabila beban6 N diletakkan di atasnya?
(7) Suatu spring termampat sebanyak 3cm apabila beban 15 N diletakkan diatasnya. Berapakah mampatan springjika beban 30 N ditambah di atas beban15 N itu?