Bab 1

Pengenalan Kepada Fizik

FIZIKTINGKATAN 4

Cikgu Desikan

Disunting oleh

SMK Changkat Beruas, Perak

Cikgu Khairul AnuarDengan kolaborasi bersama

SMK Seri Mahkota, Kuantan

FIZ

IK T

ING

KA

TA

N 4

2016

1. Memahami Fizik

2. Memahami kuantiti asas dan kuantiti terbitan

3. Memahami kuantiti skalar dan kuantiti vektor

4. Memahami pengukuran

5. Menganalisis penyiasatan saintifik

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

P1 3 3 3 2 3 3 4 1

P2

A - - - 1 - 1 - -

B - - - - - - - -

C - - - - - - - -

P3A - 1 1 1 - - 1 -

B - - - - - - - -

Analisis Soalan-soalan Tahun Lepas

Objektif Pembelajaran :

Pelajar-pelajar yang dikasihi,

Dengan hari yang baru, datang kekuatan dan

pemikiran baru.

Pengenalan Kepada Fizik

Bab 1

Peta Konsep

Gagal merancang? Anda sedang merancang untuk gagal.

Pengenalan Kepada Fizik

Kuantiti Fizik Ukuran Penyiasatan

Saintifik

Field of

Physics

Kuantiti Asas PenghampiranKuantiti

Terbitan

Unit Asas Unit Terbitan

Imbuhan Bentuk

Piawai

Penukaran Unit

Ralat

Kejituan

Kepekaan Kepersisan

Pengenalan Kepada Fizik

Bab 1

Pelajar-pelajar yang dikasihi,

Konsep

Fizik

Alat Pengukur

1.1 Memahami Fizik

Apakah Fizik?

Bidang-bidang

kajian Fizik

1._________________

Menyiasat tindakan daya

dan gerakan

2. _________________

Kajian pengaruh haba ke

atas pelbagai jenis

bahan 3. ________________

Menerangkan pelbagai

fenomena yang disebabkan

cahaya

4. _________________

Memahami sifat-sifat

pelbagai jenis gelombang

dan kegunaannya...

6. ___________

Kajian penggunaan

peranti elektronik

dalam pelbagai

bidang

5. _______________

Mengkaji interaksi

medan elektrik & magnet

7. ______________

Kajian struktur nuklear

dan aplikasinya

4

Kuantiti Terbitan

(simbol)Ungkapan menggunakan kuantiti asas Unit Terbitan

Luas , A

Isipadu , V

1.2 Memahami kuantiti asas dan kuantiti terbitan

Kuantiti fizikal adalah ciri-ciri fizikal

yang boleh diukur.

Semua kuantiti fizikal boleh

dibahagikan kepada dua kumpulan:

1. ____________________________

2. ____________________________

Kuantiti asas adalah kuantiti yang tidak boleh

diungkapkan dengan kuantiti asas lain.

Kuantiti Asas Simbol Unit S.I. Simbol

Unit S.I.

Panjang

Jisim

Masa

Arus

Suhu

Kuantiti yang diperolehi dengan

menggabungkan kuantiti asas melalui

pendaraban, pembahagian atau kedua-

dua operasi ini. Unitnya diterbitkan dari

kombinasi unit asas melalui operasi yang

sama

1

2

5

6

Kuantiti Terbitan

(simbol)Ungkapan menggunakan kuantiti asas Unit Terbitan

Ketumpatan , ρ

Halaju , v

Pecutan, a

Momentum , p

Daya , F

Tekanan , P

Berat , W

Bentuk Piawai

Tuliskan kuantiti berikut dalam bentuk

piawai:

Nilai-nilai ukuran yang sama ada yang

sangat besar yang sangat kecil ditulis dalam

Bentuk Piawai supaya lebih kemas, ringkas

dan mudah untuk dibaca.

A x 10n ,

1 < A < 10 and n = integer

Imbuhan NilaiBentuk

PiawaiSimbol

Tera1,000,000,00

0,000

Giga1,000,000,00

0

Mega 1,000,000

Kilo 1,000

Hekto 100

Deka 10

Desi 0.1

Senti 0.01

Mili 0.001

Mikro 0.000 001

Nano0.000 000

001

Piko0.000 000

000 001

Imbuhan digunakan untuk memudahkan

ungkapan nilai numerik kuantiti fizik yang

sangat besar atau sangat kecil.

7

a. Jejari bumi = 6 370 000 m

b. Jisim elektron

= 0.000 000 000 000 000 911 kg

c. Saiz zarah a = 0.000 03 m

d. Diameter atom = 0.000 000 072 m

e. Panjang gelombang cahaya

= 0.000 000 55 m

Imbuhan

Menukar setiap ukuran berikut dalam meter, m

(a) 2.98 Tm

(b) 298 km

(c) 2.98 μm

(d) 2.98 x 10-1 Gm

(e) 2.98 x 10-3 Mm

(f) 29.8 x 107 nm

(g) 298 x 104 μm

8

Penukaran Unit

Latihan 3.1

9

Tukar

a. 4 m2 dalam unit cm2

b. 30 cm2 dalam unit m2

c. 2.5 m2 to unit of mm2

d. 500 mm2 dalam unit m2

e. 200 m3 dalam unit mm3

f. 11.5 cm3 dalam unit m3

g. 72 km h-1 dalam unit ms-1

h. 5 g cm-3 dalam unit kg m-3

1.3 Kuantiti Skalar dan Kuantiti Vektor

Jarak , s Sesaran , s

Jumlah suatu laluan Jarak terpendek antara dua titik yang diukur

mengikut suatu arah ___ _________

Kuantiti ______________ Kuantiti ________________

Laju Halaju, v

Kadar perubahan jarak Kadar perubahan sesaran

Laju = Halaju =

Kuantiti _____________ Kuantiti _________________

10

Kuantiti Skalar Kuantiti Vektor

Contoh

Kepersisan ialah kebolehan

suatu alat memberi bacaan

yang konsisten pada setiap

kali ukuran dibuat.

Kejituan suatu ukuran ialah

sejauh mana sesuatu nilai

pengukuran sama atau

menghampiri nilai sebenar

atau nilai piawai.

Kepekaan ialah kebolehan

suatu alat bergerak balas

dengan cepat terhadap

kuantiti yang diukur dan

seterusnya menunjukkan

perubahan bacaan yang besar

terhadap perubahan kuantiti

yang kecil.

Kepersisan Kejituan Kepekaan

Penembak Kepersisan Kejituan

A

B

C

D

Rajah menunjukkan keputusan untuk empat orang penembak

A, B, C dan D dalam suatu kejohanan menembak. Setiap

penembak menembak lima kali.

(Guna Tinggi / Rendah)

11

1.4 Pengukuran

RALAT

Sebarang kuantiti fizik yang diukur mempunyai _________________ atau ralat dalam nilai

yang diperolehi menyebabkan nilai yang diukur berbeza daripada nilai sebenar.

Ralat bersistem Ralat rawak

Disebabkan :

i. keadaan instrumen pengukur

ii. keadaan persekitaran

Disebabkan :

i. faktor persekitaran seperti suhu dan

angin

ii. kecuaian pemerhati

Contoh

i. _________________

ii. penentukuran alat pengukur yang tidak

tepat

Contoh

i. ralat paralaks

ii. kesilapan dalam kiraan

iii. perubahan persekitaran secara

mengejut

Kaedah pembetulan

i. penentukuran yang betul

ii. pelarasan instrumen yang kerap

Kaedah pembetulan

i. mengambil beberapa bacaan dan

mengira nilai purata.

Ralat paralaks adalah ralat kesilapan bacaan yang dibuat akibat kedudukan mata pemerhati tidak

tepat dengan skala yang dibaca.

1. kedudukan mata mesti selaras / serenjang / 90o dengan skala bacaan yang perlu diambil.

2. Apabila mengambil bacaan ammeter, kita perlu memastikan bahawa kedudukan mata adalah

bersudut tepat dengan jarum penunjuk, supaya pantulan penunjuk di cermin tepat berada di

belakang penunjuk. Dengan kata lain, pantulan penunjuk pada cermin itu tidak dapat dilihat oleh

pemerhati itu, maka ia adalah bebas daripada ralat paralaks.

Bagaimana mengelakkan ralat paralaks?

12

Ralat Paralaks

Alat Pengukuran

Kuantiti Fizik Alat Pengukuran

Panjang

Arus Elektrik

Jisim

Suhu

Masa

Beza Keupayaan

Imej jarum penunjuk boleh dilihat Imej jarum penunjuk di

belakang jarum penunjuk

13Ralat Paralaks

A

B

C

1 2 3

Accurate reading = 2.6 cm

Reading = 2.7 cm

Reading = 2.6 cm

Reading = 2.5 cm

B

A

C

Reading = 15.0 ml

Reading = 15.1 ml

Reading = 14.9 ml

15

16

14

Bilah

pengukur

dalam

mengukur

kedalaman

Rahang Dalam

mengukur diameter dalam

objekSkala

Vernier

(in)

Pengunci

kunci

kedudukan

skala

vernier

Skala

Vernier

(cm)

Skala Utama

(cm)

Skala Utama

(in)

Rahang

Luar

mengukur

diameter

luar/

ketebalan

objek

ANGKUP VERNIER

Pengukuran

Bacaan skala utama :

Bacaan skala vernier :

Bacaan angkup vernier : 14

Tiada Ralat Sifar

15

10

0 5 10

Ralat Sifar Negatif Ralat Sifar Positif

Senggatan keenam pada Skala Vernier

segaris dengan senggatan pada Skala Utama

Ralat Sifar Positif

=

10

0 5 10

Skala Utama

Skala Vernier

Senggatan keenam pada Skala Vernier

segaris dengan senggatan pada Skala Utama

Ralat Sifar Negatif

=

Skala Utama

Skala Vernier

Skala Utama

Skala Vernier

cm

0

0

5 10

1

16

1. Tuliskan bacaan ditunjukkan oleh angkup vernier dalam rajah berikut:

0 1

0 105

b)0 1

0 105

a)

Cuba Ini !!!

0 1

0 105

d)0 1

0 105

c)

Bacaan Skala Utama

=

Bacaan Skala Vernier

=

Diameter bearing bola

=

17

TOLOK SKRU MIKROMETER

Objek yang hendak diukur

diletakkan di antara

rahangnya (spindal)

Bidal diputar

sehingga rahangnya

menyentuh objek.

Tombol ini

menghalang objek

diketat berlebihan

dengan

menghasilkan bunyi

klik apabila

mikrometer sedia

untuk dibaca.

Skala Utama

Skala

VernierGaris

rujukan

melintang

ANDAS

MUKA

UKURAN SPINDAL PENGUNCI LARAS BIDAL

PENGANJAK

HALUS/

RACHET

BINGKAI

00

5

40

45

0

05

40

10

45

Tiada Ralat Sifat

18

Bacaan Sebenar =

Garis

rujukan

melintang

Tanda 0

0

05

10

45

Garis

rujukan

melintang

Senggatan

ke-2 di

atas 0

Garis

rujukan

melintang

Senggatan

ke-3 di

bawah 0

Untuk memansuhkan ralat sifar ***

Ralat Sifar Positif = Ralat Sifar Negatif =

1. Tuliskan bacaan ditunjukkan oleh tolok vernier dalam rajah berikut:

0 105

2 3c)

0 105

3 4a)

0 105

1 2d)

0 105

6 7b)

Latihan 3.4

2. Tuliskan bacaan ditunjukkan oleh tolok skru mikrometer dalam rajah berikut:

a) b)

19

0

20

15

25 0 5

15

20

20

3. Rajah (a) menunjukkan bacaan tolok vernier apabila rahang ditutup rapat.

Rajah (b) menunjukkan skala angkup vernier sama apabila 50 keping kadbod diletakkan

antara rahangnya. Tentukan ketebalan sekeping kadbod.

0 1

0 105

5 6

0 105

(a) (b)

20 30

21

Pembaris Meter

A V

Ammeter Voltmeter Jam Randik

Digital

Termometer

Merkuri

BulbTurus merkuri

Kepekaan dan Ketepatan Alat Pengukur

Alat Pengukur Kepekaan Ketepatan

Pembaris Meter

Tolok Vernier

Tolok Skru Mikrometer

Ammeter (0 – 5 A)

Miliammeter (0 – 50 mA)

Termometer (-10 ºC – 110 ºC)

Jam Randik Mekanikal

Jam Randik Digital

22

Miliammeter

Jam Randik

Mekanikal

1.5 Penyiasatan Saintifik

______________________________

Kuantiti yang nilainya kita memilih untuk

menukar atau pembolehubah utama yang

menyebabkan pemboleh ubah sekunder lain

berubah.

________________________________

Kuantiti yang nilainya bergantung kepada

pembolehubah dimanipulasi atau

pembolehubah sekunder yang berubah

sebagai tindak balas kepada perubahan

dalam pembolehubah dimanipulasi.

________________________________

Kuantiti yang mana nilainya dimalarkan

sepanjang eksperimen.

2

1

23

Mengenal pasti masalah / soalan /

situasi

Mengenal pasti pemboleh ubah

yang terlibat

Membentuk Hipotesis

Merekod dan Mempersembahkan data

Reka bentuk dan Menjalankan

eksperimen

Menganalisis dan Mentafsir data

Membuat Kesimpulan

Menulis Laporan

Masalah dikenal pasti dan dinyatakan dengan

bertanya soalan. Masalah biasanya timbul

daripada pemerhatian. Soalan yang ditanya

mesti yang boleh diselesaikan melalui uji kaji.

Mengenal pasti pemboleh ubah yang

terlibat

Pembolehubah Bertindak balas

Pembolehubah dimanipulasi

Pembolehubah Dimalarkan

Mengenal pasti masalah / soalan / situasi

Satu kenyataan umum tentang hubungan

antara pemboleh ubah yang dimanipulasi

dan pembolehubah bergerak balas.

Hipotesis hendaklah ditulis sebagai:

Semakin besar ........., semakin besar

...........

atau

Semakin besar ............, semakin kecil

...........

3 4

24

Tujuan

Kenyataan menunjukkan penyiasatan

pembolehubah yang terlibat. Tujuan

eksperimen hendaklah ditulis sebagai:

Untuk menyiasat hubungan antara ...........

dan ..................

Radas

Senarai radas dan bahan yang digunakan

supaya sekurang-kurangnya satu set data

untuk pemboleh ubah dimanipulasi dan

pemboleh ubah bergerak balas boleh

ditentukan.

Menyatakan susunan radas yang boleh

berfungsi dengan melukis gambar rajah

yang dilabel.

Prosedur

Menyatakan kaedah mengawal

pembolehubah dimanipulasi.

Menyatakan kaedah mengukur

pembolehubah bergerakbalas

Ulangi eksperimen sekurang-kurangnya

empat kali.

Apabila data yang disusun dalam jadual,

ia adalah lebih mudah untuk menganalisis

daripada yang dicatatkan secara rawak.

5

6

7

8

25

Plotkan graf (Pemboleh ubah bergerak

balas) terhadap (pembolehubah

dimanipulasi)

Bagaimana untuk menganalisis data?

i. Menentukan hubungan antara dua

pembolehubah.

ii. Menentukan kecerunan graf

Berdasarkan analisis dan tafsiran data,

membuat kesimpulan yang rasional

Laporan mesti ditulis selepas siasatan

saintifik selesai.

Laporan itu mesti terdiri daripada

matlamat, pernyataan masalah,

hipotesis, pemboleh ubah - pemboleh

ubah, radas dan bahan, prosedur,

keputusan, perbincangan dan

kesimpulan.

x

y

0x

y

0

F

a

a ∝ F

m

a

1

m

a

0 0 0

a ∝ 1

ma ∝1

m

Hubungan antara pemboleh ubah

26

2. Antara graf berikut yang manakah graf

yang terbaik?

Persamaan graf di atas adalah

A) P = 10Q + 5 B) P = 2Q + 10

C) P = – 2Q + 10 D) P = 5Q – 10

1. Antara graf daya mampatan berikut, graf

mana menunjukkan mampatan spring, x

adalah berkadar terus dengan daya yang

dikenakan, F?

3.A. B.

F

x

F

x

F

x

F

x

27

C. D.

A. B.

x x

F F

C. D.

x x

F F

Q

P

5

10

Ulangkaji

28

4. Jadual menunjukkan bacaan panjang rod yang direkodkan oleh dua orang pelajar, X dan Y

Bacaan Pelajar X/cm Bacaan Pelajar Y/cm

2.42 2.43

2.38 2.41

2.40 2.38

2.36 2.34

a) Apakah alat pengukur yang digunakan oleh kedua-dua pelajar?

b) Mengapa empat bacaan telah diambil untuk setiap pengukuran?

c) Apakah nilai purata bacaan yang dibuat oleh

i) pelajar X ?

ii) pelajar Y ?

d) Yang set bacaan yang mana lebih jitu? Mengapa?

e) Selain daripada alat pengukur dalam (a), apakah alat pengukur lain yang boleh

digunakan walaupun kurang tepat?

Beban

W/N

Masa untuk 10

ayunan, t/s

Tempoh

ayunan, T/sT2/s2 W/T2 N s-2

1.0 6.7

2.0 9.5

3.0 11.6

4.0 13.4

Jadual di atas menunjukkan data eksperimen yang diperolehi oleh seorang pelajar

menggunakan sistem ayunan spring berbeban.

a) Namakan pembolehubah yang dimanipulasi.

b) Namakan pembolehubah yang bergerak balas

c) Lengkapkan jadual di atas dengan nilai yang sepadan

d) Nyatakan unit bagi kuantiti terbitan W/T2.

e) Plot graf T2 melawan W.

f) Tafsirkan bentuk graf yang telah dilukis.

g) Kirakan kecerunan graf anda.

h) Tulis hubungan antara beban dan tempoh ayunan.

5.

29

10

0.2

30