bab 3 daya dan tekanan

33
MODUL BERFOKUS FIZIK JPNPP 2015 PHYSICS Paper 2 BAB: DAYA DAN TEKANAN Kertas soalan ini mengandungi tiga bahagian: Bahagian A, Bahagian B dan Bahagian C. Section A Bahagian A [60 marks] [60 markah] Answer all questions in this section. Jawab semua soalan dalam bahagian ini. 1. Diagram below shows that a hydraulic pump is used to lift a car in a workshop. Rajah di bawah menunjukkan pam hidraulik yang digunakan untuk menaikkan sebuah kereta di bengkel. Diagram/Rajah (a ) i, State one difference between piston W and piston X. Nyatakan satu perbezaan di antara omboh W dan omboh X. ___________________________________________________________________________ __________ [1 mark/1 markah] ii . State one similarity between the piston W and piston X. Nyatakan satu persamaan di antara omboh W dan omboh X. 1

Upload: ir-fik-t

Post on 03-Dec-2015

196 views

Category:

Documents


3 download

DESCRIPTION

abc

TRANSCRIPT

Page 1: Bab 3 Daya Dan Tekanan

MODUL BERFOKUS FIZIK JPNPP 2015PHYSICS

Paper 2BAB: DAYA DAN TEKANAN

Kertas soalan ini mengandungi tiga bahagian: Bahagian A, Bahagian B dan Bahagian C.Section A

Bahagian A

[60 marks]

[60 markah]

Answer all questions in this section.

Jawab semua soalan dalam bahagian ini.

1. Diagram below shows that a hydraulic pump is used to lift a car in a workshop.

Rajah di bawah menunjukkan pam hidraulik yang digunakan untuk menaikkan sebuah kereta di bengkel.

Diagram/Rajah

 

(a) i, State one difference between piston W and piston X.

Nyatakan satu perbezaan di antara omboh W dan omboh X.

_____________________________________________________________________________________

[1 mark/1 markah]

ii. State one similarity between the piston W and piston X.

Nyatakan satu persamaan di antara omboh W dan omboh X.

_____________________________________________________________________________________

[1 mark/1 markah]

(b) The radii of piston W and piston X are 0.16 m and 1.28 m respectively. A force, F, of 400 N is applied at piston W.

Diberi jejari omboh W dan omboh X ialah 0.16 m dan 1.28 m masing-masing. Daya, F sebanyak 400 N dikenakan

1

Page 2: Bab 3 Daya Dan Tekanan

pada omboh W.

i. Calculate the maximum force produced at piston X.

Hitung daya maksimum yang dihasilkan pada omboh X.

 

 

[1 mark/1 markah]

ii. Piston W is pushed 5.0 m downwards. Calculate the distance moved upwards by piston X.

Omboh W ditolak ke bawah sebanyak 5.0 m. Hitung jarak gerakan omboh X ke atas.

 

 

[2 marks/2 markah]

(c) Explain one modification that should be made to the system so that it can lift a heavier load.

Terangkan satu pengubahsuaian yang boleh dilakukan pada sistem untuk menaikkan beban yang lebih berat.

________________________________________________________________________________________

[1 mark/1 markah]

2. Diagram below shows the apparatus set up in an experiment to study the relationship between the air pressure, P, and

2

Page 3: Bab 3 Daya Dan Tekanan

the temperature, T, of a fixed mass of air.

Rajah di bawah menunjukkan susunan radas suatu eksperimen untuk menyiasat hubungan antara tekanan udara,P, dan

suhu udara, T, bagi suatu jisim tertentu udara.

DIAGRAM / RAJAH 

 

(a) What is the name of the instrument, X?

Apakah nama bagi instrumen X?

_____________________________________________________________________________________

[1 mark/1 markah]

 

(b) For the experiment described above, state what is the

Bagi eksperimen yang diperihalkan di atas, nyatakan apakah

(i) manipulaed variable:

pemboleh ubah dimanipulasikan

__________________________________________________________________________________

 

(ii) responding variable:

pemboleh ubah bergerak balas

__________________________________________________________________________________

[2 marks/2 markah]

 

3

Page 4: Bab 3 Daya Dan Tekanan

(c) Besides the mass of the air which is kept constant, state one other physical quantity of the air which is kept constant

in this experiment.

Di samping jisim udara yang ditetapkan, nyatakan satu lagi kuantiti fizik lain udara yang patut ditetapkan

dalam eksperimen ini.

_____________________________________________________________________________________

[1 mark/1 markah]

 

(d) Sketch a graph of the air pressure, P, against the absolute temperature, T, for this experiment.

Lakarkan satu graf bagi tekanan udara, P melawan suhu mutlak T bagi eksperimen ini.

[2 marks/2 markah]

 

(e) From the experiment, it was found that when the temperature of the air was 27 °C, the air pressure was 4.5 × 105 N

m−2.

What is the air pressure when the temperature is 67 °C?

Dari eksperimen tersebut, didapati apabila suhu udara adalah 27 °C, tekanan udara adalah 4.5 × 105 N m−2.

Apakah tekanan udara apabila suhunya adalah 67 °C?

[2 marks/2 markah]

 

4

Page 5: Bab 3 Daya Dan Tekanan

3.Diagram below shows a boy standing stationary on a piece of wooden plank. He exerts a pressure on the wooden plank.

The mass of the boy is 40 kg and the area of contact of the boy with the wooden plank is 40 cm2.

Rajah di bawah menunjukkan seorang lelaki berdiri pegun di atas sekeping papan kayu. Dia mengenakan tekanan ke

atas papan kayu. Jisim  lelaki tersebut adalah 40 kg dan kawasan yang bersentuhan dengan papan kayu ialah 40 cm2.

Diagram/Rajah

(a) i. What is meant by pressure?

Apakah yang dimaksudkan dengan tekanan?

_____________________________________________________________________________________

[1 mark/markah]

 

ii. Calculate the pressure exerted by the boy on the wooden plank.

Kira tekanan yang dikenakan oleh lelaki tersebut di atas papan kayu.

[ 2 marks/markah]

 

iii. State one way by which the boy can reduce the pressure exerted on the wooden plank.

Nyatakan satu cara di mana lelaki tersebut dapat mengurangkan tekanan yang dikenakan ke atas papan kayu

tersebut.

_____________________________________________________________________________________

[ 1 mark/markah]

5

Page 6: Bab 3 Daya Dan Tekanan

 

4. Diagram below shows a reservoir that supplies water to two villages at the foothill at X and Y. The water flows to X and

Y due to water pressure.

Rajah di bawah menunjukkan air yang tertakung oleh empangan dibekalkan kepada pendudukpenduduk di dua

kampong yang terletak di kaki bukit pada X dan Y. Air mengalir ke X dan Y disebabkan oleh tekanan air.

Diagram /Rajah 

 

(a) Explain what is meant by pressure.

Terangkan apa yang dimaksudkan dengan tekanan.

_____________________________________________________________________________________

[1 mark/1 markah]

(b) The water in the reservoir has a depth of 3 m. Calculate the water pressure at the base of the reservoir.

[Density of water = 1 000 kg m-3]

Air yang tertakung itu mempunyai kedalaman 3 m. Hitungkan tekanan air pada tapak air tertakung itu.

[Ketumpatan air = 1 000 kg m-3]

[2 marks/2 markah]

(c) Based on Diagram above, compare the speed of water flowing out at X and Y.

Berdasarkan Rajah di atas, bandingkan laju air yang mengalir keluar di X dan Y.

6

Page 7: Bab 3 Daya Dan Tekanan

i.

ii. Explain your answer.

Terangkan jawapan anda.

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

[3 marks/3 markah]

5. Diagram below shows a hydraulic system consisting of a small piston and a big piston. The small piston and the big

piston have areas of cross section of 0.02 m2 and 0.5 m2 respectively. When the holder is pressed downwards, a force

of F = 30 N acts on the small piston.

Rajah di bawah menunjukkan sebuah sistem hidraulik yang mengandungi omboh kecil dan omboh besar. Omboh kecil

dan omboh besar masing-masing mempunyai keluasan keratan rentas 0.02 m2 dan 0.05 m2. Apabila pemegang

ditekankan ke bawah, daya F = 30 N bertindak di atas omboh kecil.

Diagram/Rajah

 

(a) Calculate...

Kira

i. the pressure produced by the small piston.

Tekanan yang dihasilkan oleh omboh kecil.

7

Page 8: Bab 3 Daya Dan Tekanan

[1 mark/markah]

 

ii.the maximum mass, m, which can be lifted by the big piston. (Assume that the mass of the small piston and the

big piston can be ignored)

Jisim maksimum, m yang boleh di angkat oleh omboh besar. (Anggap jisim omboh kecil dan omboh besar boleh

diabaikan).

[2 marks/markah]

 

(b) Name the principle used in your calculation.

Namakan prinsip yang digunakan dalam pengiraan anda.

_______________________________________________________________________________________

[1 mark/markah]

 

(c) i. If the small piston moves 20 cm downwards as the holder is being pressed down, what is the distance hmoved by

the big piston?

Sekiranya omboh kecil bergerak 20 cm ke bawah apabila pemegang di tekan, berapakah jarak h yang

digerakkan oleh omboh besar?

_____________________________________________________________________________________

[2 marks/markah]

 

ii. Give one assumption you have made in your calculation.

Nyatakan satu andaian yang dibuat di dalam pengiraan anda.

_____________________________________________________________________________________

[1 mark/markah]

8

Page 9: Bab 3 Daya Dan Tekanan

 

6. Diagram below shows a simple hydraulic jack that consists of a effort cylinder fitted with a effort piston and a load

cylinder fitted with a load piston. The effort piston has a cross-sectional area of 0.01 m2 and the load piston has a cross-

sectional area of 0.08 m2.

Rajah di bawah menunjukkan suatu jek hidraulik yang mengandungi satu silinder daya dipasang dengan satu omboh

daya dan satu silinder beban dipasang dengan omboh beban. Omboh daya mempunyai luas keratan rentas0.01 m2 dan

omboh beban mempunyai luas keratan rentas 0.08 m2.

Diagram /Rajah 

 

A force F = 50 N is applied onto the effort piston as shown.

Suatu daya F = 50 N dikenakan pada omboh daya seperti ditunjukkan.

(a) Calculate the pressure acting on the effort piston.

Hitungkan tekanan yang bertindak pada omboh daya.

_____________________________________________________________________________________

[1 mark/1 markah]

(b) i. What is the maximum weight of load P that can be supported by the force F = 50 N on the effort piston?

Apakah berat maksimum, W yang boleh disokongkan oleh daya F = 50 N yang bertindak pada omboh daya?

__________________________________________________________________________________

[1 mark/1 markah]

ii. When the effort piston moves down 10 cm, the load P on the load piston moves up by a distance, y. Calculate the

distance, y.

Apabila omboh daya bergerak ke bawah 10 cm, beban W pada omboh beban bergerak ke atas suatu jarak y.

9

Page 10: Bab 3 Daya Dan Tekanan

Hitungkan jarak y.

__________________________________________________________________________________

[2 marks/2 markah]

(c) Name the physics principle involved in the operation of a hydraulic jack.

Namakan prinsip fizik yang terlibat dalam operasi suatu jek hidarulik.

_____________________________________________________________________________________

[1 mark/1 markah]

(d) State one reason why water is not suitable to be used in a hydraulic jack.

Nyatakan satu alasan mengapa air tidak sesuai digunakan dalam jek hidraulik.

_____________________________________________________________________________________

[1 mark/1 markah]

7. Diagram below shows a water tank that supplies water to a block of flats. The water flows to each Use

unit of the flat due to water pressure.

Rajah di bawah menunjukkan sebuah tangki air yang membekalkan air ke sebuah blok rumah pangsa. Air

mengalir ke setiap rumah itu disebabkan oleh tekanan air.

10

Page 11: Bab 3 Daya Dan Tekanan

Diagram

Rajah 

 

(a) What is meant by pressure?

Apakah yang dimaksudkan dengan tekanan?

_____________________________________________________________________________________

[1 mark]

[1 markah]

 

(b) A water tank with a height of 3.0 m is fully filled with water.

Calculate the water pressure at the base of the water tank.

[Density of water = 1 000 kg m-3]

Tangki air setinggi 3.0 m diisi penuh dengan air.

Hitung tekanan air pada dasar tangki itu.

[Ketumpatan air = 1 000 kg m-3]

11

Page 12: Bab 3 Daya Dan Tekanan

[2 marks]

[2 markah]

 

(c) Based on Diagram above, compare the water pressure at P and at Q.

Explain your answer.

Berdasarkan Rajah di bawah, bandingkan tekanan air di P dengan di Q.

Jelaskan jawapan anda.

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________

[2 marks]

[2 markah]

8. Diagram A shows a hydraulic system. A force F is exerted on the small piston.

Rajah A menunjukkan satu sistem hidraulik. Suatu daya F dikenakan ke atas omboh kecil.

Diagram A

12

Page 13: Bab 3 Daya Dan Tekanan

Rajah A

 

(a) (i) Name the principle involved in this hydraulic system.

Namakan prinsip yang terlibat dalam sistem hidraulik ini.

__________________________________________________________________________________

[1 mark]

[1 markah]

 

(ii) Compare the pressure at point P and at point Q.

Bandingkan tekanan pada titik P dan pada titik Q.

__________________________________________________________________________________

[1 mark]

[1 markah]

 

(b) Diagram B shows a hydraulic jack in a car service centre.

Rajah B menunjukkan jek hidraulik di suatu pusat servis kereta.

Diagram B

Rajah B

 

A force of 50 N is exerted on the small piston when the handle is pushed down. The crosssectional

areas of the small piston and the large piston are 0.04 m2 and 0.8 m2 respectively.

Satu daya 50 N bertindak ke atas omboh kecil apabila pemegang ditolak ke bawah. Luas

keratan rentas omboh kecil dan omboh besar masing-masing adalah 0.04 m2 dan 0.8 m2.

(i) Calculate the pressure exerted on the oil in the hydraulic jack.

Hitung tekanan yang bertindak ke atas minyak dalam jek hidraulik itu.

13

Page 14: Bab 3 Daya Dan Tekanan

[2 marks]

[2 markah]

 

(ii) Calculate the force that the oil exerts on the large piston.

Hitung daya yang dikenakan oleh minyak ke atas omboh besar itu.

[1 mark]

[1 markah]

 

(c) Based on Diagram B,

Berdasarkan Rajah B,

(i) explain how the handle is used to lift the load to its maximum height,

terangkan bagaimana pemegang digunakan untuk mengangkat beban itu pada ketinggian maksimum,

__________________________________________________________________________________

[2 marks]

[2 markah]

 

(ii) explain one modification to the large piston that enables the jack to lift a heavier load,

terangkan satu pengubahsuaian kepada omboh besar untuk membolehkan jek itu mengangkat beban yang lebih

berat,

__________________________________________________________________________________

[2 marks]

[2 markah]

14

Page 15: Bab 3 Daya Dan Tekanan

 

(iii

)

state how the load is lowered without using the handle.

nyatakan bagaimana beban itu diturunkan tanpa menggunakan pemegang.

__________________________________________________________________________________

[1 mark]

[1 markah]

Section B

Bahagian B

[20 marks]

[20 markah]

15

Page 16: Bab 3 Daya Dan Tekanan

Answer any one question from this section.

Jawab mana-mana satu soalan daripada bahagian ini.

9. Pascal’s principle plays an important role in daily life. One of its applications is in the hydraulic system. Table A shows

the input force, output force, surface area of the small piston (input section) and surface area of the big piston (output

section) of a type of hydraulic system named hydraulic system A.

Prinsip Pascal memainkan peranan penting di dalam kehidupan seharian. Salah satu daripada aplikasinya adalah

sistem hidraulik.  Jadual A menunjukkan daya masuk, daya keluar, dan keluasan permukaan omboh besar (bahagian

keluar) pada sebuah sistem hidraulik yang dinamakan sebagai Sistem A.

Physical quantity

Kuantiti fizikal

Hydraulic system A

Sistem hidraulik A

Input

Masuk

Output

Keluar

Force

Daya

10N 40N

Surface area

Keluasan Permukaan

50 cm2 200 cm2

Table A/Jadual A

 

Table B also shows the input force, output force, surface area of the small piston (input section) and surface area of the

big piston (output section) of a type of hydraulic system named hydraulic system B.

Jadual B menunjukkan daya masuk, daya keluar, dan keluasan permukaan omboh kecil (bahagian keluar) pada sebuah

sistem hidraulik yang dinamakan sebagai Sistem B.

16

Page 17: Bab 3 Daya Dan Tekanan

Physical quantity

Kuantiti fizikal

Hydraulic system B

Sistem hidraulik B

Input

Masuk

Output

Keluar

Force

Daya

10N 150N

Surface area

Keluasan Permukaan

10 cm2 150 cm2

 

Table B/Jadual B

 

(a) i. What is meant by Pascal’s principle?

Apakah yang dimaksudkan dengan Sistem Pascal?

[ 1 mark/markah]

 

ii. Using only the information from Table A and B, compare the hydraulic systems of A and B. Then state the

relationship between the input force, the output force, surface area of the small piston and the big piston for the

two hydraulic systems.

Berdasarkan maklumat di dalam Jadual A dan Jadual B, bandingkan system hidraulik A dan B. Nyatakan

hubungan di antara daya masuk, daya keluar, dan keluasan permukaan omboh kecil dan omboh besar untuk

kedua-dua system hidraulik tersebut.

[5 marks/markah]

 

(b)

 

Diagram A/Rajah A

 

17

Page 18: Bab 3 Daya Dan Tekanan

With the aid of Diagram A, describe how a hydraulic jack functions.

Berdasarkan Rajah A, huraikan bagaimana jek hidraulik berfungsi.

[4 marks/markah]

 

(c) The hydraulic brake system of a car plays a very important role in a car. The hydraulic brake system consists of a

front brake and a rear brake as shown in Diagram B.

Sistem brek hidraulik kereta memainkan peranan penting di dalam sebuah kereta. Sistem brek hidraulik terdiri

daripada brek hadapan dan brek belakang seperti dalam Rajah B

Diagram B/Rajah B

 

Using your knowledge of Pascal’s principle and Diagram B, explain the following:

Dengan menggunakan pengetahuan anda mengenai Prinsip Pascal dan Rajah B, huraikan berikut :

i. the characteristics of the liquid in the hydraulic brake and how it functions so that the brake system is effective.

Ciri-ciri bendalir di dalam brek hidraulik dan bagaimana ia berfungsi supaya brek adalah efektif.

 

ii. the reason why water is not used as the fluid for the hydraulic brake.

Sebab-sebab mengapa air tidak digunakan sebagai bendalir untuk brek hidraulik.

 

iii.

 

the working of the hydraulic brake in the car.

Brek hidraulik kereta bekerja.

[10 marks/markah]

18

Page 19: Bab 3 Daya Dan Tekanan

 

 

10. Diagram A shows the effect of pressure on a sandy beach when a man sits on a chair. Diagram B shows the same man

sitting on the chair after a piece of plank is placed under the chair.

Rajah A menunjukkan kesan tekanan ke atas pasir di tepi pantai apabila seorang lelaki sedang duduk di atas

kerusi. Rajah B menunjukkan lelaki yang sama duduk di atas kerusi yang sama selepas diletakkan sekeping

papan di bawah kerusi itu.

 

Diagram A                                      Diagram B

Rajah A                                          Rajah B

 

(a) (i) What is the meaning of pressure?

[1 mark]

Apakah maksud tekanan?

[1 markah]

 

(ii) Observe Diagram A and Diagram B. Compare the depth of sinking, the load and the area of contact with the

sandy beach.

Relate the depth of sinking with the pressure exerted by the chair to make a deduction on the relationship

between pressure and the area of contact in this situation.

[5 marks]

Perhatikan Rajah A dan Rajah B. Bandingkan kedalaman bahagian yang tenggelam, beban dan luas kawasan

yang bersentuhan dengan pasir di pantai itu.

Hubungkait kedalaman bahagian yang tenggelam dengan tekanan yang dikenakan oleh kerusi untuk

membuat kesimpulan tentang hubungan antara tekanan dengan luas kawasan yang bersentuhan dalam situasi

ini.

19

Page 20: Bab 3 Daya Dan Tekanan

[5 markah]

 

(b) Diagram C shows a vacuum cleaner.

Rajah C menunjukkan sebuah pembersih vakum.

Diagram C

Rajah C

 

Explain how the vacuum cleaner is able to remove dust from the floor.

[4 marks]

Terangkan bagaimana pembersih vakum itu dapat membersihkan lantai daripada habuk.

[4 markah]

 

(c) A car needs an efficient hydraulic brake system for safety purposes.

Suggest and explain how to build a hydraulic brake system which can function effectively, based on the following

aspect:

Sebuah kereta memerlukan satu sistem brek hidraulik yang cekap untuk tujuan keselamatan.

Cadang dan terangkan bagaimana untuk membina satu sistem brek hidraulik yang dapat berfungsi secara berkesan

berdasarkan aspek-aspek berikut:

(i) The type and characteristics of the brake fluid.

Jenis dan sifat bendalir brek.

 

(ii) The size of the master piston and slave piston.

Saiz omboh utama dan saiz omboh kedua.

 

(iii

)

The material used for the fluid transmission pipe.

Bahan yang digunakan untuk paip penghantaran cecair.

 

[10 marks]

[10 markah]

11. Diagram (a) shows the positions P and Q at different altitude.

Rajah (a) menunjukkan kedudukan P dan Q pada altitud yang berbeza.

20

Page 21: Bab 3 Daya Dan Tekanan

 

Diagram (a)

Rajah (a)

 

Two identical simple barometers are placed at both positions. The height of the mercury column in the barometers are

shown in Diagram (b).

Dua barometer ringkas yang serupa diletakkan pada kedua-dua kedudukan. Ketinggian turus merkuri ditunjukkan

dalam Rajah (b).

 

Diagram (b)/Rajah (b)

 

The density of air at P is 1.2 kg m–3 and the density of air at Q is 1.0 kg m–3.

Ketumpatan udara pada P ialah 1.2 kg m–3 dan ketumpatan udara pada Q ialah 1.0 kg m–3.

(a) What is the meaning of density?

Apakah maksud ketumpatan?

[1 mark]

[1 markah]

(b) Using Diagram (a) and Diagram (b), compare the altitudes of P and Q, the density of surrounding air and the height

21

Page 22: Bab 3 Daya Dan Tekanan

of mercury column in the simple barometer at positions P and Q.

Menggunakan Rajah (a) dan Rajah (b), bandingkan altitud P dengan Q, ketumpatan udara di sekeliling dan

ketinggian turus merkuri dalam barometer ringkas pada kedudukan P dan Q.

[3 marks]

[3 markah]

(c) State the relationship between the altitude and

Nyatakan hubungan antara altitud dengan

(i) the density of the air

ketumpatan udara

(ii) the atmospheric pressure

tekanan atmosfera

[2 marks]

[2 markah]

(d) Diagram (c) shows a dropper in a bottle.

Rajah (c) menunjukkan sebatang penitis dalam botol.

Diagram (c)

Rajah (c)

 

Using the knowledge of atmospheric pressure, explain how the liquid in the bottle can be sucked into the dropper

tube.

Menggunakan pengetahuan tentang tekanan atmosfera, terangkan bagaimana cecair di dalam botol disedut masuk

ke dalam salur penitis tersebut.

[4 marks]

[4 markah]

(e) Diagram (d) shows a vacuum cleaner.

22

Page 23: Bab 3 Daya Dan Tekanan

Rajah (d) menunjukkan sebuah pembersih vakum.

Diagram (d)

Rajah (d)

You are required to give some suggestions to design a vacuum cleaner which can clean the dust faster and

effectively.

Using the knowledge on atmospheric pressure, Bernoulli’s principle and properties of materials, explain your

suggestions based on the following aspects:

Anda dikehendaki memberi beberapa cadangan untuk mereka bentuk sebuah pembersih vakum yang

boleh membersih habuk dengan lebih cepat dan berkesan.

Menggunakan pengetahuan tentang tekanan atmosfera, prinsip Bernoulli dan ciri-ciri bahan, terangkan cadangan

anda berdasarkan aspek-aspek berikut:

(i) Material used for the body of vacuum cleaner

Bahan yang digunakan untuk badan pembersih vakum

(ii) Material used for the hose

Bahan yang digunakan untuk hos

(iii

)

The size of the fan

Saiz kipas

(iv)The size of the floor nozzle

Saiz nozel lantai

(v) The diameter of wand

Diameter rod pemegang [10 marks][10 markah]

Section C

Bahagian C

[20 marks]

[20 markah]

23

Page 24: Bab 3 Daya Dan Tekanan

Answer any one question from this section.

Jawab mana-mana satu soalan daripada bahagian ini.

12. (a) Diagram 1 shows a hydraulic jack which is used to lift up a car. The working principle of the hydraulic jack is based

on the Pascal’s principle.

Rajah 1 menunjukkan jek hidraulik yang digunakan untuk mengangkat sebuah kereta. Prinsip kerja jek hidraulik

adalah berdasarkan prinsip Pascal.

 

Diagram 1

Rajah 1

(i) State the Pascal’s principle.

Nyatakan prinsip Pascal.

[1 mark]

[1 markah]

(ii) Explain how the hydraulic jack can be used to lift a car when force F1 is applied on the small piston with cross-

section area A1.

In your explanation, state the reason why force F2 is greater than force F1.

[4 marks]

Terangkan bagaimana jek hidraulik boleh digunakan untuk mengangkat sebuah kereta apabila

24

Page 25: Bab 3 Daya Dan Tekanan

daya F1dikenakan pada omboh kecil dengan luas keratan rentas A1.

Dalam penerangan anda, nyatakan sebab mengapa daya F2 lebih besar daripada daya F1.

[4 markah]

(b) Diagram 2 shows a hydraulic brake system in a car.

Rajah 2 menunjukkan suatu sistem brek hidraulik dalam sebuah kereta.

 

Diagram 2

Rajah 2

 

You are required to investigate the characteristics of a hydraulic brake system as shown in Table.

Anda dikehendaki menyiasat ciri-ciri sistem brek hidraulik seperti ditunjukkan dalam Jadual.

 

25

Page 26: Bab 3 Daya Dan Tekanan

Hydraulic

brake

Brek

hidraulik

Type of brake

fluid

Jenis bendalir

brek

Boiling

point of

brake fluid

Takat didih

bendalir

brek

Spring

constant of

the spring

Pemalar

spring bagi

spring

Ratio of cross-section area

of pistons in the master

cylinder to the brake drum

cylinder

Nisbah luas keratan rentas

omboh dalam silinder induk

kepada silender gelendung

brek

J Incom[ressable

Tidak boleh

dimampat

Low

Rendah

Low

Rendah

1:1

K Compressable

Boleh dimampat

Low

Rendah

High

Tinggi

5:1

L Incompressable

Tidak boleh

dimampat

High

Tinggi

High

Tinggi

1:5

M Compressable

Boleh dimampat

High

Tinggi

Low

Rendah

3:2

Table

Jadual

 

Explain the suitability of each characteristic of the hydraulic brake system.

Determine the most effective hydraulic brake to be used in a car brake system.

Give reasons for your choice.

[10 marks]

Terangkan kesesuaian setiap ciri sistem brek hidraulik.

Tentukan brek paling berkesan untuk digunakan dalam sistem brek sebuah kereta.

Berikan sebab-sebab untuk pilihan anda.

[10 markah]

(c) In a hydraulic brake system, the cross-section area of the pistons in the master cylinder and the front wheel are 2

cm2 and 6 cm2 respectively. A force of 50 N is applied to the piston in the master cylinder.

Dalam suatu sistem brek hidraulik, luas keratan rentas omboh dalam silinder induk dan di tayar depan masing-

26

Page 27: Bab 3 Daya Dan Tekanan

masing adalah 2 cm2 dan 6 cm2. Daya 50 N dikenakan ke atas omboh dalam silinder induk.

Calculate

Hitung

(i) the pressure transmitted throughout the brake fluid.

tekanan yang dipindahkan ke seluruh bendalir brek.

[2 marks]

[2 markah]

(ii) the force exerted on the piston of the front wheel.

daya yang dikenakan ke atas omboh tayar depan.

[3 marks]

[3 markah]

27