Daya Graviti

Jenis gerakanApabila satu jasad "jatuh bebas" di bawah daya tarikan graviti maka ia akan jatuh dengan pecutan seragam atau pecutan graviti g = 10 ms-2.Ini bermakna setiap saat halajunya bertambah sebanyak 10 ms-1.Sekiranya jasad di lontar ke atas ia akan mengalami nyah-pecutan 10 ms-2.

Beberapa istilah mengenai graviti.

Pecutan graviti: pecutan suatu jasad disebabkan oleh daya tarikan graviti.

Medan graviti: ruang bagi jasad yang berjisim dikenakan daya graviti

Jatuh bebas: Jatuh dengan pecutan graviti pada kedudukkannya.

Jenis-jenis jatuh bebas

(i) Jatuh bebas setempat:Jasad jatuh bebas setempat apabila halaju awal mengufuk adalah sifar.

u = 0 , a = g , s = y

Daripada persamaaan gerakan,

s = ut + ½ at2 ,

Contoh 1

Seketul batu dijatuhkan daripada satu tempat setinggi 125 m.Berapakah masa kejatuhan.

Penyelesaian

(ii) Jatuh bebas berbentuk parabolaJasad jatuh bebas berbentuk parabola apabila halaju awal mengufuk adalah bukan sifar.

Komponen menegak:

u = 0 (halaju awal menegak) , a = g , s = y

Daripada persamaaan gerakan,

s = ut + ½ at2 ,

Komponen mengufuk:

Halaju mengufuk = Sesaran mengufuk masa kejatuhan

Contoh 2

PELAJARAN 5

Sebuah troli bergerak di atas sebuah meja ufuk setinggi 1.25 m dengan halaju ufuk 5 ms-1. Berapakah(a) masa kejatuhan

(b) jarak x

Penyelesaian.

Berat (W)

Bila terdapat pecutan,mestilah ada daya sebab F = ma.Bila ada pecutan graviti,maka mestilah ada daya graviti.Daya graviti ini dinamakan berat (W).

W = mg

Contoh 3

Sebiji batu bulan berjisim 20 g apabila berada di bulan.(Kekuatan graviti bumi = 6 x kekuatan graviti bulan)Tentukan

(a) jisim batu di bumi(b) berat batu di bulan(c) berat batu di bumi

Penyelesaian:

Perbezaan Jisim dan Berat

Jisim BeratKuantiti jirim dalam suatu bahan

Daya graviti

Unitnya Kilogram Unitnya NewtonKuantiti asas dan Kuantiti terbitan dan

kuantiti skalar kuantiti vektorTetap pada sebarang tempat

Berubah pada tempat berlainan

Disukat dengan neraca kimia

Disukat dengan neraca spring

Eksperimen untuk menentukan pecutan graviti bumi ,g

Hidupkan jangka masa detikLepaskan pemberat supaya jatuh bebas ke lantai.Daripada pita detik yang diperolehi bina sebuahcarta pita setiap detik.

Daripada carta pita,kirakan halaju awal, u = x / 0.04 dan halaju akhirv = y / 0.04kirakan masa pecutan , t = (6 - 1 ) x 0.04kirakan pecutan , a = v - u tNilai pecutan,g didapati kurang daripada nilai piawai kerana(i) geseran antara pita detik dan jangka masa ddetik(ii) rintangan udara ke atas pemberat.

1 Graf halaju-masa bagi suatu jasad yang jatuh bebas adalah,

TUTORIAL 5

2 Sebiji bola dilepaskan dari satu tempat yang tinggi dan melantun balik selepas terkena lantai pada ketinggian yang sama.Graf halaju-masa berikut yang manakah adalah benar?

3 Sebiji batu dan sehelai bulu ayam dijatuhkan secara bebas daripada ketinggian yang sama.Pernyataan yang manakah berikut adalah benar?

A Masa kejatuhan batu adalah lebih daripada masa kejatuhan bulu ayam

B Masa kejatuhan batu adalah kurang daripada masa kejatuhan bulu ayam

C Masa kejatuhan batu adalah sama dengan masa kejatuhan bulu ayam

D Halaju akhir batu adalah lebih daripada halaju akhir bulu ayam

4 Di antara eksperimen-eksperimen berikut yang manakah akan memberi keputusan yang sama di bumi dan juga di bulan?

A Menentukan jisim suatu objekB Menentukan berat suatu objekC Menentukan tempoh ayunan suatu bandul

ringkas

D Menentukan daya geseran di antara dua permukaan

5 Berat berbeza daripada jisim kerana

A Berat bergantung kepada kekuatan medan graviti

B Berat adalah suatu kuantiti skalarC Berat diukur dalam unit kilogramD Berat ialah kuantiti jirim suatu jasad

6 Seorang angkasawan menimbang batu-batu di bulan dengan menggunakan sebuah neraca spring dan mendapati bacaannya adalah 8.0N.Apabila di bawa ke bumi didapati bacaan neraca spring menjadi 50.0 N.Kekuatan medan graviti bulan adalah

A 1.0 N kg-1 B 1.6 N kg-1

C 6 N kg-1 D 10 N kg-1

E 16 N kg-1

7 Seorang pelajar hendak meanggarkan tinggi sebuah tebing tinggi dengan menjatuhkan sebiji batu dari bahagian atas tebing itu,.Dengan menggunakan sebuah jam randek pelajar itu mendapati batu itu terkena tanah 4 saat kemudian.Berapakah tinggi tebing tinggi itu?

A 40 m B 80 mC 120 m D 160 mE 240 m

8 Satu objek dilepaskan pada ketinggian 50 m. Berapakah masa yang diambil untuk sampai ke lantai?

A 1.0 s B 2.2 sC 3.2 s D 5.0 sE 100 s

9 Satu jasad dilontarkan secara mengufuk dengan halaju 12 ms-1 dari satu ketinggian 20 m dari

lantai.Berapakah jarak mengufuk yang telah dilalui oleh jasad itu?

A 12 m B 24mC 28 m D 32 mE 64 m

10 Manakah antara pernyataan berikut adalah benar mengenai jisim dan berat?

A Jisim adalah kuantiti asas manakala berat adalah kuantiti terbitan

B Unit jisim dalam Newton manakala unit berat adalah dalam Kilogram

C Jisim mempunyai mempunyai arah manakala berat tidak mempunyai arah

D Jisim dipengaruhi oleh medan graviti manakala berat tidak dipengaruhi oleh medan graviti

11

Sebiji bola berjisim 200 g bergerak dengan halaju seragam 5 ms-1 di atas permukaan meja licin seperti rajah di atas. Jika panjang AB adalah 3 m dan tinggi meja dari lantai adalah 5m.(a) Berapakah

(i) Berat bola?

(ii) Pecutan di sepanjang meja mengufuk

(iii) Masa diambil oleh bola untuk bergerak dari A ke B?

(b) Selepas meninggalkan B bola mencecah lantai pada kedudukan C.Berapakah(i) Masa yang diambil oleh bola untuk

mencecah lantai?

(ii) Jarak mengufuk bola itu jatuh di atas lantai.

(c) Bola itu digantikan dengan bola berjisim 100g.Apakah terjadi kepada

(i) masa kejatuhan

………………………………………………………

(ii) jarak mengufuk di atas lantai

………………………………………………………

………………………………………………………

12 (a) Nyatakan istilah-istilah berikut:

(i) Pecutan graviti (ii) Medan graviti (iii) Jatuh bebas

(b) Huraikan satu eksperimen untuk menentukan pecutan graviti di sebuah makmal.

13 (a) Berikan takrif berikut

(i) Jisim (ii) Berat

(b) Berikan perbezaan-perbeazaan yang terdapat antara jisim dan berat.(c) Jelaskan bagaimana anda dapat menganggarkan tinggi sebuah bangunan jika anda hanya mempunyai sebuah jam randek sahaja.