bab 1 pengenalan kepada fizik

Modul Fizik Tingkatan 4 Bab 1 : Pengenalan Kepada Fizik_________________________________________________________________________________________

BAB 1 : PENGENALAN KEPADA FIZIK

1.1 Memahami Fizik

1

Mechanical Energy

FIZIK

kajian tentang fenomena semulajadi dan sifat-sifat jirim

Pepejal

Cecair

Gas

Tenaga Mekanikal

Tenaga Haba

Tenaga Cahaya

Tenaga Gelombang

Tenaga Elektrik

Tenaga Nuklear

Tenaga Kimia

Hubungannya dengan jirim

Sifat-sifat tenaga

Hubungannya dengan tenaga

Sifat-sifat Jirim

Bentuk-bentuk

keadaan

Jirim Tenaga

Mechanics

Propertief matter

Heat

Light

Wave

Dalam bidang

Electricity & Electromagnetism

Atomic Physics & Nuclear

Electronics


1.2 KUANTITI FIZIK

Kuantiti Asas

1 Kuantiti asas ialah ……………………………………………………………………..

2 Contoh peralatan-peralatan saintifik :………………………………………………………

3 Kuantiti asas ialah kuantiti fizik yang tidak boleh diterbitkan kepada kuantiti-kuantiti fizik yang

lain.

4 Kaji gambar di bawah dan senaraikan kuantiti fizik yang boleh diukur.

5 Senarai bagi 5 kuantiti-kuantiti asas fizik dan unitnya.

Kuantiti asas Simbol Unit S.I. Simbol untuk unit S.I

Panjang

Jisim

Masa

Arus elektrik

Suhu

6 Dua kuantiti Fizik yang dikategorikan dalam kuantiti asas ialah :

i) …………………………..unit ………….. ii) ………………………. unit ……………..

Senarai kuantiti-kuantiti fizik :

1. ……………………………………….

2. ……………………………………….

3. ……………………………………….

4. ……………………………………….

5. ……………………………………….

6. ……………………………………….

7. ……………………………………….

8. ……………………………………….

2


Bentuk Piawai

1 Bentuk Piawai = A x 10n , 1 < A < 10 and n = integer

2 Bentuk Piawai digunakan untuk …………………………………………………………………...

3 Sebahagian kuantiti fizik mempunyai nilai terlalu kecil. Tuliskan kuantiti dibawah dalam bentuk

piawai :

a. Diameter satu molekul minyak = 0.000 000 000 74 m =……………………………………

b. Jisim satu elektron = 0.000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 911 kg =………………...

c. Saiz sebutir zarah = 0.000 03 m = ……………………………………………………..………

b. Diameter bagi atom = 0.000 000 072 m = …………………………………………………...

c. Panjang gelombang cahaya = 0.000 000 55 m =

……………………………………………..

Imbuhan

1. Imbuhan selalunya digunakan untuk……………………………………………………………...

2. Ianya akan ditulis ……………………………………………………………………………

3. Senarai imbuhan :

4. Sebahagian kuantiti fizik mempunyai magnitude yang terlalu besars. dengan Nilai yang terlalu besar dan kecil boleh ditulis dalam bentuk piawai dengan menggunakan bentuk imbuhan. Tuliskan kuantiti berikut dalam bentuk imbuhan.

a. Frekuensi gelombang radio = 91 000 000 Hz = ………………………………………….

b. Diameter bumi = 12 800 000 m = ………………………………………………

c. Jarak di antara bulan dengan bumi = 383 000 000 m = ………………………

d. Jisim bumi = 6 000 000 000 000 000 000 000 000 kg = ………………………

Tera (T)

Giga (G)

Mega (M)

kilo (k)

mili (m)

micro ()

nano (n)

pico (p)

1012

109

106

103

100

10-3

10-6

10-9

10-12

Hekto (ha)Deka (da)desi (d)centi (s)

102

101

10-1

10-2

Contoh :

1 Tm = ……………………………………. 13.6 mA = ……………………………………. Bagaimana menukar unit ;Eg : 1. Mega kepada nano

2. Tera kepada mikro

3. piko kepada Mega

3


Kuantiti Terbitan

1 Kuantiti terbitan ialah…….…………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

2 Tentukan unit bagi kuantiti terbitan di bawah.

Derived quantity Formula Derived unit Name of

derived unit

luas luas = panjang x lebar m x m = m2 –

isipadu isipadu= panjang x lebar x tinggi m x m x m = m3 –

ketumpatan –

halaju –

momentum momentum = jisim x halaju kg m s-1 –

Pecutan –

Daya daya = jisim x pecutan kg m s-2 Newton (N)

tekanan

berat berat = jisim x pecutan graviti

kerja kerja = daya x sesaran

kuasa

Enaga kinetik

Tenaga keupayaan T.U = jisim x pecutan gravity x tinggi Kg ms-2 Joule (J)

cas cas = arus elektrik x masa Ampere second (As)

Coulomb (C)

voltan J C-1 Volt (v)

rintangan v A-1 Ohm (Ω)

Peringatan bahawa : kuantiti Fizik seperti lebar, ketebalan, ketinggian, jarak, sesaran, ukurlilit, jejari, dan diameter adalah memberi maksud panjang.

4


1.3 KUANTITI SKALAR AND VEKTOR 1 Kuantiti skalar ialah ………………………………………………………………………

Contoh : …………………………………………………………………………………

2 Kuantiti vektor ………………………………………………………………………...

Contoh : …………………………………………………………………………………

3 Kaji tentang penerangan peristiwa di bawah berhati-hati dan tentukan peristiwa yang manakah

memerlukan magnitude, arah atau kedua-duanya sekali. Tandakan ( / )

Keterangan peristiwa-peristiwa Magnitud Arah

1. Suhu bilik ialah 25 0C

2. Lokasi Ayer Hitam ialah 60 km to the Utara-Barat Johor Bahru

3. Kuasa sebuah lampu elektrik ialah 80 W

4. Sebuah kereta bergerak pada kelajuan 80 km j-1 dari Johor Bahru ke Kuala Lumpur

1.4 PENGUKURAN

Dengan Menggunakan Peralatan yang sesuai untuk Mengukur

1 Pelbagai jenis iaitu ………………………………………………………………….

2 Kita mesti tahu memilih alat pengukur yang sesuai ……………………………..

3 Contoh alat pengukuran dan kebolehan mengukur.

alat pengukuran Julat pengukuran Senggatan skala terkecil

Pita pengukur

Pembaris meter

Angkup vernier

Tolok skrew mikrometer

Jam randik tangan

Jangkasuhu

Ammeter

Miliammeter

5


4 Contoh alat pengukuran :

4.1 Ammeter : ……………………………………………………………………………..

4.2 Selinder penyukat : ……………………………………………………...................

4.3 Pembars meter : ………………………………………………………………………………………

salah betul salah

10 11 12 13 14 15 Bacaan = ……………… cm

4.4 Angkup Vernier

Angkup venier calliperdigunakan untuk mengukur :

a. ………………………………………………b. ………………………………………….

c. ………………………………………………d. ………………………………………….

Angkup vernier memberikan ketepatan bacaan sehingga …………………………………...…. cm.

Panjang skala vernier = ……… cm

Terdapat 10senggatan pada skala vernier

Angkup dalam

Angkup luar

1 2 30 4

0 1

0 5 10

skala utama (cm)

Skala vernier

Jarum penunjuk Jarum peunjuk

Imej penunjuk dibelakang penunjuk

Bacaan salah bacaan betul

1 2 30 4

Imej penunjuk boleh kelihatan

Kedudukan mata yang betul (mata berada pada garis yang bersudut tepat dengan aras skala )

Kedudukan mata yang salah

Kedudukan mata yang salah

water

cm 0 1 2 3 4 SKALA

UTAMA 0 5 10

Skala utama

Perbezaan antara skala utama dan skala vernier ialah = ……………………………. cm6


Panjang senggatan ialah = ………. cm

Bacaan angkup vernier calliper reading = ……. cm

4.5 Tolok skrew mikrometer.

Tolok skrew mikrometer digunakan bagi mengukur :

a. ………………………………………………

b. ………………………………………….

c. ………………………………………………

Contoh :

0 5 10

0 1

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 1 cm

Skala utama = ………………….

Skala vernier = …………………..

Bacaan akhir = …………………..

Rajah di bawah menunjukkan bacaan angkup vernier

Dapatkan bahagian/senggatan bagi skala vernier di mana garisannya selari dengan garisan skala utama

Satu pusingan lengkap skala bidal /thimble (50 senggatan) digerakkan oleh bidal dengan 0.50 mm.Senggatan bagi skla bidal ialah = ………………….. = …………………..Ketepatan bagi tolok skrew mikrometer ialah = ……..…..

Skala utama : ……………

Skala bidal : ………….

Jumlah bacaan : …………..

Skala utama : ……………

Skala bidal : ………….

Jumlah bacaan : …………...

7


4.6 Peralatan pengukuran yang lain:

…………………………………………… ……………………… …………….

………………………. …………………….. ………………

Aktiviti spontan 1.1 pada mukasurat 1 buku amali mempelajari mengenai pemilihan pengukuran yang sesuai.

Latihan: Angkup Vernier dan Tolok Skrew Mikrometer 1. Tuliskan bacaan yang ditunjukkan di bawah (a)

(b)

(c)

(d)

0 5 10

0 1

0 5 10

6 7

0 5 10

7 8

0 5 10

4 5 A B

Q P

Jawapan………………………….

Jaapan…………………………..

Jawapan …………………………..

Jawapan: ………………….………..

8


2. (a) Rajah di bawah menunjukkan skala angkup vernier bila rahang ditutup.

Ralat sifar = …0.02……… cm

(b). Rajah di bawah menunjukkan skala bagi angkup vernier yang sama di mana

40 keping kadboddiletakkan antara rahang-rahang.

3. Tuliskan bacaan bagi tolok skrew micrometer yang ditunjukkan di bawah.(a) (b)

Jawapan …………………………. Jawapan :…………………..

(c) (d)

Jawapan:………………………… Jawapan :…………………….

4. (a) Tentukan bacaan tolok skrew mikometer di bawah.

Ralat sifar = …0.02…….. mm Ralat sifar = …0.03…….. mm

0 5 10

5 6

0 5 10

0 1

Bacaan yang ditunjukkan = ……….…….cm

Bacaan yang betul = ………….…..cm

35

400 5

30

0 5 10 35

20

250

0 0

45

5

0

0

15

200 5

9


(b) Tentukan bacaan tolok skrew mikometer di bawah.

Kejituan dan konsisten dalam pengukuran.

1. Kejituan/ketepatan/accuracy ………………………………………………………………………

2. konssten/consistency : ……………………………………………………………………………

3. Kepekaan/sensitivity : ……………………………………………………………………………

4. Kepersisan/precision:……………………………………………………………………………...

………………………… ……………………… ……………………………..

…………………….. …………………………….. ………………………………

Hands-on aktiviti 1.2 mukasurat 2 buku praktikal untuk menentukan kepekaan beberapa alat pengukuran.

Beberapa Kesalahan dalam pengukuran

1. Semua pengukuran adalah nilai ………………………………………………………………

2. Dalam lain perkataan, ialah perkara yang…………………………………………………………

3. Ini kerana ……………………………………………………………………………

4. Dua jenis ralat yang utama:

4.1 ……………………………………………

Rala-ralat ialah :

a) ………………………………………………………………………………………

target

target

5

0

0 0 5

15

20

Ralat sifar 0.03………mm Bacaan yang ditunjukkan = 6.67………..mm

Bacaan yang dibetulkan = 6.64………..mm

10


b) ………………………………………………………………………………………

c) ………………………………………………………………………………………

Contoh=contoh :

a) ………………………………………………………………………………………

b) ………………………………………………………………………………………

c) ………………………………………………………………………………………

Ralat mutlak : ……………………………………………………………………………………….

…………………………………………………………………………………………………………

….

Contoh :

Ralat Parallax : ………………………………………………………………………………

Ralat sifar : …………………………………………………………………………………...

Bacaan sebenar = bacaan yang dilihat – ralat sifar

Ralat sifar Positif Ralat sifar negatif

Ralat sifar=

0 1 cm

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Ralat sifar =

0 1 cm

Ralat sifar bagi tolok skrew meterRalat sifar positif

Rujukan mendatar

Horizontal reference Senggatan di bawah

rujukan mendatar2 senggatan di bawah rujukan mendatar

Ralat sifar= Ralat sifar =

11


4.2 ……………………………………………..

Berlaku apabila

a) ………………………………………………………………………………………

b) ………………………………………………………………………………………

c) ………………………………………………………………………………………

Contoh :

a) …………………………………………………………………………………..…

b) ……………………………………………………………………………………..

.....................................................................................................................

1.5 PENYIASATAN SAINTIFIK

Langkah Penerangan

1 Membuat pemerhatian

2 Membuat inferen

3

Menentukan dan mengawal pembolehubah

4 Membentuk hipotesis

5 Mengendalikan eksperimen

12


Merancang dan Laporan eksperimen

Situasi : Beberapa kanak-kanak bermain buaian di taman permainan dengan berbeza panjang tali buaian. Didapati bahawa tempoh ayunan setiap tali buaian adalah berbeza.

Langkah-langkah Contoh : rujuk kepada situasi di atas

1 Inferen

2 Hipotesis

3 Tujuan

4 Pembolehubah

5 Senarai radas dan peralatan

6 Susunan radas

7 Kaedah

13


8 Penjadualan data

9

10

11

12

Analisa data/ graf

Perbincangan

Kesimpulan

Langkah berjaga-jaga

Precautions :1. Oscillation time is measured when the pendulum attained a

steady state.2. Time for 10 oscillations is repeated twice to increase accuracy.3. Discussion (refer to given questions)

The period increases when the length of the pendulum increases. Hypothesis accepted.

14


Pengukuhan Bab 1

Part A :Objective Question

15


1. Which of the following is a base SI quantity? A Weight B Energy

C Velocity D Mass

2. Which of the following is a derived quantity? A Length B Mass

C Temperature D Voltage

3. Which of the following is not a basic unit?

A Newton B kilogram C ampere D second

4. Which of the following quantities cannot be derived? A Electric current B Power

C Momentum D Force

5. Which of the following quantities is not derived from the basic physical quantity of length?

A Electric charge B Density C Velocity D Volume

6. Initial velocity u, final velocity v, time t and another physical quantity k is related by the equation v - u = kt. The unit for k is

A m s-1 B m-1 s C m s-2 D m2 s-2

7. Which of the following has the smallest

magnitude? A megametre B centimetre

C kilometre D mikrometre

8. 4 328 000 000 mm in standard form is A 4.328 x 10-9 m B 4.328 x 10-6 m

C 4.328 x 106 m D 4.328 x 109 m

9. Which of the following measurements is the longest?

A 1.2 x 10-5 cm B 120 x 10-4 dmC 0.12 mm D 1.2 x 10-11 km

10. The diameter of a particle is 250 m. What is its diameter in cm?

A 2.5 x 10-2 B 2.5 x 10-4 C 2.5 x 10-6 D 2.5 x 10-8

11. Which of the following prefixes is arranged in ascending order?A mili, senti, mikro, desiB mikro, mili, senti, desiC mili, mikro, desi, sentiD desi, mikro, mili, senti

12. Velocity, density, force and energy are A basic quantities

B scalar quantitiesC derived quantitiesD vector quantities

13. Which of the following shows the correct conversion of units?

A 24 mm3 =2.4 x 10-6 m3

B 300 mm3=3.0 x 10-7 m3

C 800 mm3=8.0 x 10-2 m3

D 1 000 mm3=1.0 x 10-4 m3

14. Which of the following measurements is the shortest ?

A 3.45 x 103 mB 3.45 x 104 cmC 3.45 x 107 mmD 3.45 x 1012 m

15. The Hitz FM channel broadcasts radio waves at a frequency of 92.8 MHz in the north region. What is the frequency of the radio wave in Hz?A 9.28 x 104 B 9.28 x 105 C 9.28 x 107 D 9.28 x 1010

16. An object moves along a straight line for time, t. The length of the line, s is given

by the equation . The SI unit of g

is A m2 s2 B m s-2

C s-1 D s-2 m

Part B : Structure Question

16


1. A car moves with an average speed of 75 km h-1 from town P to town Q in 2 hours as shown in Figure 1. By using this information, you may calculate the distance between the two towns.

P Q

Figure 1(a) (i) Based on the statements given, state two basic quantities and their respective SI units.

………………………………………………………………………………………(ii) State a derived quantity and its SI unit.

………………………………………………………………………………………

(b) Convert the value 1 . m to standard form. 5 x 10-3

(c) Complete Table 1 by writing the value of each given prefix.

Table 1(d) Power is defined as the rate of change of work done. Derive the unit for power in

terms of its basic units.

(e) Calculate the volume of a wooden block with dimension of 7 cm, 5 cm breadth and 12 cm height in m3 and convert its value in standard form.

2. Figure 2 shows an ammeter of 0—3 A range.

17


Figure 2

(a) (i) Name component X. ………………………………………………………………...

(ii) What is the function of X? ………………………………………………………….

(b) Table 2 shows three current readings obtained by three students.

Table 2

(i) Did all the students use the ammeter in Figure2? ..………………………………….(ii) Explain your answer in (b)(i).

………………………………………………………………………………………

3. Figure 3 shows the meniscus of water in a measuring cylinder K, L, and M are three eye positions while measuring the volume of the water.

(a) (i) Which of the eye positions is correct while

taking the reading of the volume of water?

…….……………………………………

Figure 3

(b) The water in the measuring cylinder is replaced with 30 cm3 of mercury.(i) In Figure 4, draw the meniscus of the mercury in the measuring cylinder. Figure 4(ii) Explain why the shape of the meniscus of mercury is as drawn in (b)(i).

18


………………………………………………………………………………………

19

bab 1 pengenalan kepada fizik

Documents