sesi: mac 2018 dsm 1021: sains 1 dcv 2 · 1.2.1 menerangkan konsep ralat sifat dan ralat paralaks...

DCV 2

DSM 1021: SAINS 1

SESI: MAC 2018

TOPIK 1.0:

KUANTITI FIZIK DAN PENGUKURAN

COURSE LEARNING OUTCOMES (CLO):

Di akhir LA ini, pelajar akan boleh:

CLO3: Menjalankan ujikaji konsep Pengukuran Kuantiti Fizik dan Daya.

(A3, PLO 6)

1.1 Memahami kuantiti-kuantiti fizik

1.1.1 Menerangkan tentang kuantiti asas, kuantiti

terbitan dan unit S.I. (Standard International)

1.1.2 Menerangkan Imbuhan dalam Fizik

1.1.3 Menyelesaikan masalah berkaitan penukaran

unit

1.2 Membuat pengukuran

1.2.1 Menerangkan konsep ralat sifat dan ralat

paralaks

1.2.2 Mengaplikasikan teknik pengukuran dengan

menggunakan peralatan pengukuran:

i) Tolok Skru Mikrometer

ii) Angkup Vernier

iii) Pembaris

Kuantiti asas, kuantiti terbitan dan unit S.I. (Standard International)

KUANTITI FIZIK

*Kuantiti yang boleh diukurdgn suatu alat ukur Kuantiti

Terbitan

KuantitiAsas

Kuantiti yang menjadi asaskepada sesuatu pengukuranfizik.

Bukan gabungan mana-mana kuantiti fizik

Suatu kuantiti fizik yang merupakan gabungankuantiti-kuantiti asas.

Kuantiti Asas Unit SI SimbolUnit SI

Panjang Meter m

Jisim Kilogram kg

Masa Saat s

Suhu Kelvin K

Arus elektrik Ampere A

KuantitiTerbitan

Unit SI

Luas m²

Isipadu m³

Halaju ms¯¹

Pecutan ms¯²

Ketumpatan kgm¯³

KuantitiTerbitan

Unit SI

Daya N

Tekanan Pa

Tenaga, Kerja J

Tork Nm

Rintangan Ω

Frekuensi Hz

Cas Elektrik C

Beza Upaya V

Imbuhan dalam FizikImbuhan Simbol Nilai

Tera T 10¹²

Giga G 10⁹

Mega M 10⁶

kilo k 10³

hecto h 102

deka da 10

desi d 10-1

senti c 10¯²

mili m 10¯³

mikro µ 10¯⁶

nano n 10¯⁹

piko p 10¯¹²

Penukaran UnitKuantiti

AsasSimbol Kuantiti Asas Unit Asas

(S.I)Simbol

UnitPertukaran Unit

Panjang l Meter m

10 mm = 1 cm1000 mm = 1 m100 cm = 1 m1000 m = 1 km

Jisim M Kilogram kg

1000 mg = 1 g1000 g = 1 kg1000 kg = 1 tan

Masa t Saat s

60 s = 1 min3600 s = 1 jam60 min = 1 jam24 jam = 1 hari

Suhu T Kelvin K

100 °C = 212 °F100 °C = 373.15 K0 °C = 32 °F0°C = 273.15 K

Arus elektrikI Ampere A 1000 mA = 1 A

KUANTITI TERBITAN

Kuantiti terbitan dihasilkan

Pendaraban

kuantiti asas

Luas = panjang x panjang

Isipadu

= panjang x panjang x panjang

Pembahagian

kuantiti asas

Halaju = Sesaran/masa

Pendaraban dan

pembahagian

kuantiti asas

Ketumpatan

= Jisim/(panjang x panjang x panjang)

CONTOH

KUANTITI TERBITAN & UNIT TERBITANKuantiti

Terbitan

SimbolKuantiti

TerbitanRumus Penerbitan Unit SI

Nama Khas

Unit

Luas A Panjang x lebar m2 -

Isipadu V Panjang x lebar x tinggi m3 -

Ketumpatan ρ Jisim

Isipadu

kg/m3 -

Halaju v Jarak

Masa

m/s -

Pecutan a Halaju

Masa

m/s2 -

Momentum P Jisim x halaju kgm/s -

Daya F Jisim x pecutan @ pecutan graviti kgm/s2 Newton (N)

Kerja W Daya x jarak kgm2/s2 Pascal (Pa)

Tenaga E Daya x jarak kgm2/s2 Joule (J)

Kuasa P Kerja

Masa

kgm2/s3 Watt (W)

Tentukan unit bagi kuantiti asas berikut

1. halaju 2. pecutan

= sesaran

masa

= ms

= ms-1

= halaju

masa

= sesaran

masa x masa

= m

s x s

= ms-2

Nyatakan kuantiti terbitan berikut dalam kuantiti asasnya

1. Momentum 2. Tekanan

= jisim x halaju

= jisim x jarak

= daya

= jisim x pecutan

= jisim x panjang

masa

luas

luas

(masa)2 x panjang x panjang

= jisim

(masa)2 x panjang

Contoh:

Jika unit suatu kuantiti fizik ialah kg m3 s-2,

apakah kuantiti-kuantiti asasnya

kg m s

Jisim, panjang, masa

Contoh:

Jika kuantiti fizik Z diberi oleh

Z = Rr

Dimana R = jejari

r = jarak

a = pecutan

Apakah unit bagi Z ?

a

= jejari x jarak

pecutan

= jejari x jarak

halaju

masa

= jejari x jarak x masa

halaju

= jejari x jarak x masa

jarak

masa= jarak x jarak x masa x masa

jarak= ms2

Contoh:

110-110-210-310-610-9 10 102 103 106 109

dcmmn da h k M G

m =dm

PERTUKARAN UNIT

10-1

m =cm

10-2

m =mm

10-3

m =mm

10-6

m =nm

10-9

m =hm

102

m =km

103

m =Mm

106

m =Gm

109

IMBUHAN

IMBUHAN

110-110-210-310-610-9 10 102 103 106 109

dcmmn da h k M G

PERTUKARAN UNIT

CONTOH

1 m = ________cm

= 1

10-2

= 1 x 102 cm

110-110-210-310-610-9 10 102 103 106 109

dcmmn da h k M G

CONTOH

1 m = ________km

= 1

103

= 1 x 10-3 km

IMBUHAN

PERTUKARAN UNIT

110-110-210-310-610-9 10 102 103 106 109

dcmmn da h k M G

CONTOH

1 g = ________mg

= 1

10-6

= 1 x 106 mm

IMBUHAN

PERTUKARAN UNIT

110-110-210-310-610-9 10 102 103 106 109

dcmmn da h k M G

CONTOH

1 A = ________mA

= 1

10-3

= 1 x 103 mA

IMBUHAN

PERTUKARAN UNIT

110-110-210-310-610-9 10 102 103 106 109

dcmmn da h k M G

CONTOH

1 mm = ________m

= 1 x 10-6 m

IMBUHAN

PERTUKARAN UNIT

110-110-210-310-610-9 10 102 103 106 109

dcmmn da h k M G

CONTOH

1 kg = ________cg

= 1 x 103 g

= 1 x 103 cg

10-2

= 1 x 105 cg

IMBUHAN

PERTUKARAN UNIT

IMBUHAN

1000 g = 1 x 1000 g

0.01 m

0.005 s

= 1 kg

= 1 x 0.01 m = 1 cm

= 5 x 0.001 s = 5 ms

LATIHAN 1

Tukarkan jisim berikut kepada unit cg

1. 1 kg 2. 0.0042 mg

JAWAPAN 1

Tukarkan jisim berikut kepada unit cg

1. 1 kg 2. 0.0042 mg

= 1 x 1000 g

= 1 x 1000 x c g

0.01

= 1 x 100000 cg

= 0.0042 x 10-3 g

= 0.0042 x 10-3 c g

10-2

= 0.0042 x 10-1 cg

= 4.2 x 10-4 cg= 1 x 105 cg

LATIHAN 2

Tukarkan masa berikut kepada unit ms

1. 5000 s 2. 0.0342 s

JAWAPAN 2

Tukarkan masa berikut kepada unit ms

1. 5000 s 2. 0.0342 s

= 5000 ms

10-3

= 5 x 106 ms

= 0.0342 ms

10-3

= 0.0342 x 103 ms

= 3.42 x 101 ms

Tukarkan frekuensi berikut kepada unit Hz

1. 97.5 MHz 2. 0.000065 kHz

LATIHAN 3

Tukarkan frekuensi berikut kepada unit Hz

1. 97.5 MHz 2. 0.000065 kHz

= 97.5 x 106 Hz

= 9.75 x 107 Hz

= 0.000065 x 103 Hz

= 0.065 Hz

= 6.5 x 10-2 Hz

JAWAPAN 3

Sebuah kotak berdimensi 3 cm x 50 mm x 4 cm.

Berapakah isipadu kotak dalam unit m3 ?

3 cm

4 cm50 mm

LATIHAN 4

Sebuah kotak berdimensi 3 cm x 50 mm x 4 cm.

Berapakah isipadu kotak dalam unit m3 ?

3 cm

4 cm50 mm

Isipadu = 3 cm x 50 mm x 4 cm

= (3 x 10-2 m) x (50 x 10-3 m) x (4 x 10-2 m)

= 6.0 x 10-5 m3

JAWAPAN 4

Sebuah stesen radio memancarkan siaran frekuensi radio 97.5 MHz.

Berapakah frekuensi radio dalam unit Hz ?

LATIHAN 5

Sebuah stesen radio memancarkan siaran frekuensi radio 97.5 MHz.

Berapakah frekuensi radio dalam unit Hz ?

97.5 MHz = 97.5 x 106 Hz

= 9.75 x 107 Hz

JAWAPAN 5

Suatu kuantiti fizik Q diberikan oleh ;

Q = M x m

D x rDmana ;

M,m = jisim objek

D = diameter

r = jejari

Tentukan unit SI bagi Q.

LATIHAN 6

Panjang x panjang

Suatu kuantiti fizik Q diberikan oleh ;

Q = M x m

D x rDi mana ;

M,m = jisim objek

D = diameter

r = jejari

Tentukan unit SI bagi Q.

Q = jisim x jisim

= kg x kg

m x m

= kg2 m-2

JAWAPAN 6

Konsep ralat sifar dan ralat paralaks

RALAT SIFAR = Nilai bukan sifar yang ditunjukkan oleh alat pengukursemasa tiada sebarang objek diukur

BACAAN SEBENAR = Bacaan Diperolehi – Ralat Sifar

INGAT!!!

SEMUA alat pengukur mempunyai bacaan paling kecil yang dapatdiukur. Maka, titik perpuluhan bagi nilai yang diambil MESTIlah tidakmelebihi bacaan terkecil tersebut.

RALAT SIFAR ANGKUP VERNIER

3 KEMUNGKINAN

i. TIADA ralat sifar (ralat sifar = 0)

ii. Ralat sifar positif (apabila 0 pada skala Vernier berada di sebelahkanan 0 skala utama)

iii. Ralat sifar negatif (apabila 0 pada skala Vernier berada di sebelahkiri 0 pada skala utama.

RALAT SIFAR MIKROMETER

3 KEMUNGKINAN

i. TIADA ralat sifar (apabila 0 pada skala jidal segaris dengan garisufuk pada skala utama)

ii. Ralat sifar positif (apabila 0 pada skala jidal berada di atas garisufuk pada skala utama)

iii. Ralat sifar negatif (apabila 0 pada skala jidal berada di bawah garisufuk pada skala utama)

RALAT PARALAKS???

Teknik pengukuran dengan menggunakan peralatan pengukuran

i) Tolok Skru Mikrometer

ii) Angkup Vernier

iii) Pembaris

1. Bingkai

2. Andas

3. Spindal

4. Pengunci Spindal

5. Sarung

6. Jidal

7. Richet

MICROMETER

Mempunyai dua skala, iaituskala utama mengufuk danskala Jidal membulat.

Nilai terkecil pada skalautama adalah 0.5mm.

Skala Jidal mempunyai nilaiterkecil 0.01mm.

Mempunyai kejituan 0.01mm.

Micrometer

click

click click

Clamp lock

Sleeve

Anvil Spindle

Thimble

Tapered nut

Ratchet

stop

Contoh:

Bacaan Laras (mm) = 12.00

Bacaan Jidal (mm) = 0.16

Jumlah = 12.00 + 0.16

=12.16 mmJIDAL

LARAS

Contoh:

Bacaan Laras (mm) = 16.00

Bacaan Jidal (mm) = 0.355

Jumlah = 16.00 + 0.355

= 16.355 mm

JIDAL

LARAS

Contoh:

Bacaan Laras (mm) = 7.50

Bacaan Jidal (mm) = 0.26

Jumlah = 7.50 + 0.26

= 7.76 mmLARAS

JIDAL

KelebihanTolok Skru Mikrometer

Ukuran yang tepat (kejituansehingga 0.01mm, 0.001mm).

Boleh dilaraskan semula jikaukurannya sudah tidak tepat.

Lambat untuk mengambilukuran.

Memerlukan penjagaan yang rapi.

KelemahanTolok Skru Mikrometer

Skala

Vernier

Bilah

Kedalaman

Skala

UtamaSkru

PengunciRahang Luar

Rahang Dalam

Badan

VERNIER CALIPER

• Mengukur Diameter Luar

• Mengukur Diameter Dalam

• Mengukur Kedalaman

Untuk menyukat panjang objek sehingga150mm,seperti diameter bikar.

Mempunyai dua skala, iaitu skala utama dan skalavernier.

Nilai terkecil pada skala utama adalah 1mm.

Skala Vernier mempunyai nilai terkecil 0.1mm, 0.02mm, 0.05mm.

Ukuran Metrik

Skala Utama : 1 Senggatan = 1.00 mm

10 Senggatan = 10.00 mm

Skala Vernier : 1 Senggatan = 0.02 mm

50 Senggatan = 1.00 mm

Contoh:

SKALA VERNIERSKALA UTAMA

Contoh:

SKALA VERNIERSKALA UTAMA

KelebihanAngkup Vernier

Cepat & mudah digunakan.

Boleh mengukur panjang saiz yang bebas.

Terdapat 2 unit ukuran, imperial danmetrik.

Mempunyai bahagian-bahagian ukuranyang sesuai dengan tempat yang diukur.

Tidak berapa tepat setelah lama digunakan (kerosakan pada alat).

Permukaan ukuran menjadi haussetelah lama digunakan.

Tekanan ukuran dengan tangan tidakmenghasilkan ukuran yang tepat.

KekuranganAngkup Vernier

• Senggatan terkecil pada pembaris adalah 1 mm atau0.1 cm.

• Pengukuran perlu dicatatkan dalam unit cm.

• Untuk mengelakkan ralat paralaks semasamenggunakan pembaris, garis penglihatan hendaklahberserenjang dengan skala.

PEMBARIS