daya dan gerakan

131
PELAJARAN 1- GERAKAN LINEAR (a)Kinematik (i) Pendahuluan Kinematik ialah kajian gerakan tanpa mengira apakah punca yang menyebabkan gerakan itu berlaku. Ada beberapa kaedah untuk mengkaji kinematik iaitu (a) analisis pita detik @ carta pita (b) analisis gambar foto stroboskop (c) menggunakan persamaan gerakan linear (d) analisis graf gerakan (ii) Istilah-istilah kinematik Jarak : Jumlah panjang lintasan bagi suatu jasad bergerak. : Unit S.I. nya adalah meter (m) : Ialah kuantiti skalar Sesaran : Jarak suatu jasad bergerak pada arah tertentu. : Unit S.I. nya adalah meter (m) : Ialah kuantiti vektor. Laju : Kadar perubahan jarak atau laju = jarak masa : Unit S.I. nya adalah meter (ms -1 ) : Ialah kuantiti skalar Halaju : Kadar perubahan sesaran atau halaju = sesaran masa : Unit S.I. nya adalah meter (ms -1 ) : Ialah kuantiti vektor Laju Purata = Jumlah jarak Jumlah masa : Unit S.I. nya adalah meter (ms -1 ) : Ialah kuantiti skalar Halaju Purata = Jumlah sesaran Jumlah masa : Unit S.I. nya adalah meter (ms -1 ) : Ialah kuantiti vektor Pecutan : Kadar perubahan halaju atau pecutan = perubahan halaju masa atau pecutan = halaju akhir - halaju awal masa : Unit S.I. nya ialah ms -2 : Pecutan ialah kuantiti vektor : Jika pecutan negatif ia dinamakan nyah- pecutan atau awa-pecutan. Nota tambahan 1 seragam = tetap = malar = sekata = sama 2 halaju bertambah = pecutan 3 halaju berkurang = nyah-pecutan 4 halaju sifar = jasad pegun @ berhenti rehat 5 halaju negatif = jasad bergerak pada arah berlawanan 6 pecutan sifar = halaju seragam 7 pecutan negatif = nyah-pecutan 1

Upload: mbt8385

Post on 21-Dec-2015

518 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

fizik ting 5

TRANSCRIPT

PELAJARAN 1- GERAKAN LINEAR

(a)Kinematik(i) Pendahuluan

Kinematik ialah kajian gerakan tanpa mengira apakah punca yang menyebabkan gerakan itu berlaku.Ada beberapa kaedah untuk mengkaji kinematik iaitu

(a) analisis pita detik @ carta pita(b) analisis gambar foto stroboskop(c) menggunakan persamaan gerakan

linear (d) analisis graf gerakan

(ii) Istilah-istilah kinematik

Jarak : Jumlah panjang lintasan bagi suatu jasad bergerak.: Unit S.I. nya adalah meter (m): Ialah kuantiti skalar

Sesaran : Jarak suatu jasad bergerak pada arah tertentu.: Unit S.I. nya adalah meter (m): Ialah kuantiti vektor.

Laju : Kadar perubahan jarak

atau laju = jarak masa

: Unit S.I. nya adalah meter (ms -1): Ialah kuantiti skalar

Halaju : Kadar perubahan sesaran

atau halaju = sesaran masa

: Unit S.I. nya adalah meter (ms-1): Ialah kuantiti vektor

Laju Purata = Jumlah jarak Jumlah masa

: Unit S.I. nya adalah meter (ms-1): Ialah kuantiti skalar

Halaju Purata = Jumlah sesaran Jumlah masa

: Unit S.I. nya adalah meter (ms-1): Ialah kuantiti vektor

Pecutan : Kadar perubahan halaju

atau pecutan = perubahan halaju masa

atau pecutan = halaju akhir - halaju awal masa

: Unit S.I. nya ialah ms-2

: Pecutan ialah kuantiti vektor: Jika pecutan negatif ia dinamakan nyah-pecutan atau awa-pecutan.

Nota tambahan 1 seragam = tetap = malar = sekata = sama2 halaju bertambah = pecutan3 halaju berkurang = nyah-pecutan4 halaju sifar = jasad pegun @ berhenti rehat5 halaju negatif = jasad bergerak pada arah

berlawanan6 pecutan sifar = halaju seragam7 pecutan negatif = nyah-pecutan

Contoh 1

Rajah menunjukkan laluan seorang budak lelaki berjalan dari P ke Q .

Tentukan(a) Jumlah jarak (b) Jumlah sesaran

Penyelesaian

Contoh 2

Seorang pelari 400 m mengambil masa 1 minit 12 saat untuk menamatkan lariannya. Tentukan laju puratanya.

Penyelesaian

1

Contoh 3

Seorang peserta acara jalan kaki bermula dari titik P ke Q ke arah timur sejauh 500 m dan kemudiannya ke utara menuju R sejauh 1200 m lagi. Jumalah masa yang diambil untuk bergerak dari P ke R adalah 3 minit 20 saat. Tentukan(a) Jumlah jarak(b) Sesaran(c) Laju purata(d) Halaju purata

Penyelesaian

Contoh 4

Sebuah kereta bermula dari keadaan pegun danmemecut secara seragam supaya mencapai halaju 40 ms-1 dalam masa 10 saat.Tentukan pecutan kereta pada 10 saat pertama

Penyelesaian

(iii) ANALISIS BERDASARKAN PITA DETIK @ CARTA PITA

Jangka masa detik adalah alat yang digunakan untuk mengkaji gerakan.Ia berfungsi seperti jam iaitu alat pengukuran masa. Selain daripada itu ia dapat digunakan untuk menentukan sesaran,halaju dan pecutan objek.Kejituannya adalah 0.02 saat.Ia menggunakan a.u.,menyebabkan jarumnya bergetar dan menghasilkan titik pada pita detik.Di Malaysia oleh kerana frekuensi a.u. ialah 50 Hz,maka ia menghasilkan 50 getaran sesaat.1 detik ialah selang masa di antara dua titik berturutan.

50 detik = 1 saat 1 detik = 1 saat = 0.02 saat 50 x detik = (x) (0.02) saat.

Pengiraan-pengiraan berdasarkan keratan pita detik atau carta pita

Contoh 5

Berdasarkan keratan pita detik di atas tentukan (a) Jumlah masa(b) Halaju purata.

Penyelesaian

Contoh 6

Berdasarkan keratan pita detik di atas tentukan pecutan.

Penyelesaian

2

Contoh 7

Setiap selang AB,BC,CD dan DE mengandungi 5 detik. Tentukan pecutan.

Penyelesaian

Contoh 8

Berdasarkan carta pita di atas tentukan(a) Pecutan(b) Halaju purata

Penyelesaian

Jenis-jenis gerakan berdasarkan keratan pitadetik atau carta pita. (a)

Jenis gerakan adalah Halaju Pecutan

(b)

Jenis gerakan adalahHalaju Pecutan

(c)

Jenis gerakan adalah

Halaju Pecutan

3

(d)

Jenis gerakan adalah

Halaju Pecutan

(e)

Jenis gerakan adalahHalaju Pecutan

(iv) FOTOGRAF STROBOSKOP

Stroboskop merupakan suatu alat yang digunakan untuk memerhatikan suatu jasad yang sedang bergerak supaya kelihatan pegun.Jasad kelihatan pegun apabila frekuensi gerakan jasad sama dengan frekuensi stroboskop.

Gambar foto stroboskop boleh diambil dengan meletakkan stroboskop di hadapan kamera.Stroboskop terbahagi kepada dua jenis

(i) Stroboskop mekanik

Terdiri daripada ceper bulat yang legap mengandungi beberapa celahan yang sama jarak antara satu sama lain.

frekuensi gambarfoto stroboskop mekanik = bilangan celahan x frekuensi putaran

atau f = np

(ii) Stroboskop elektronik Mengandungi sebuah lampu xenon yang mengeluarkan

kelipan cahaya pada frekuensi yang boleh dilaraskan.

frekuensi gambarfoto stroboskop = kadar pancaran cahaya sesaat

Contoh 9

4

Gambar foto stroboskop di atas merupakan gerakan sebiji alas bebola di sepanjang satah mengufuk.Gambar foto ini diambil dengan menggunakan sebuah kamera dan sebuah stroboskop mekanik yang mempunyai lapan celahan dan berputar pada frekuensi 5 Hz.

(a) Nyatakan jenis gerakan alas bebola itu.(b) Berapakah frekuensi gambar foto stroboskop itu.(c) Berapakah selang masa di antara dua imej

berturutan(d) Berapakah bilangan imej dalam masa 30 saat(e) Tentukan halaju purata.

Penyelesaian

Contoh 10

Rajah menunjukkan sebuah gambar foto stroboskop bagi sebuah troli menuruni satu landasan curam dan licin.Gambar foto ini diambil dengan menggunakan sebuah kamera dan sebuah stroboskop elektronik yang mengeluarkan 20 sinaran cahaya sesaat.

(a) Nyatakan jenis gerakan troli.(b) Berapakah selang masa antara dua gambar berturutan.(c) Tentukan

(i) halaju awal (ii) halaju akhir

(d) Tentukan pecutan.

Penyelesaian

5

(v) PERSAMAAN GERAKAN LINEAR

v = u + at ……………………….,,(1)

s = u + v t ………………………...(2) 2

s = ut + ½ at 2 ………………………..(.3)

v2 = u2 + 2as ………………………...(4)

di mana :u = …………………………………………. v = ………………………………………….t = ………………………………………….s = ………………………………………….a = ………………………………………….

nota:

…bermula dari keadaan pegun ,maka ........................ …akhirnya berhenti ,maka...............................................jatuh ,maka...............................................................…dilontar ke atas ,maka...................................................pada tinggi maksimum,maka....................................

Contoh 11

Seorang pelajar mengayuh basikal dari keadaan rehat dan mencapai halaju 8 ms-1 setelah mengayuh selama 5 s. Berapakah pecutan yang akan dihasilkan.

Penyelesaian

Contoh 12

Sebuah kereta bergerak dengan halaju 20 ms-1 dan mencapai halaju 30 ms-1 setelah bergerak selama 10 saat. Berapakah jumlah sesaran kereta itu.

Penyelesaian

Contoh 13

Seketul batu dijatuhkan dari sebuah puncak bangunan mengambil masa 4 saat untuk terkena tanah.Berapakah(a) Halaju batu sejurus sebelum terkena tanah(b) Tinggi bangunan itu

Penyelesaian

6

TUTORIAL 1

1 Sebuah kereta yang bergerak dengan halaju seragam mempunyai pecutan

A bertambah B seragamC sifar D berkurang

2 Nyah-pecutan bermaksud suatu jasad bergerak dengan halaju

A negatif B positifC bertambah D berkurang

3 Suatu jasad bergerak dengan kelajuan seragam 5 ms-1. Jasad tersebut dikatakan mengalami

A pecutanB pecutan sifarC halaju seragam

4 Rajah menunjukkan pergerakan bas dari bandar A ke bandar D.

Berapakah sesaran bas ?

A 60 km B 100 kmC 128 km D 220 km

5 Rajah menujukkan lintasan yang dilalui oleh satu objek di mana AB = 5m , BC = 5m dan CD = 7m.

Berapakah jumlah sesaran bagi jasad yang bergerak dari A hingga D.

A 3m B 7mC 13 m D 17 m

6 Rajah menunjukkan trek bagi acara larian 200 m. Seorang atlit telah menamatkan larian dalam acara

tersebut dalam masa 25 s.

Berapakah halaju atlit itu ?

A B

C D

7 Ali menunggang motosikal dengan kelajuan malar 30 km j-1 . Bakar berlari 100 m dalam masa 15 s. Chan berbasikal sejauh 240 km dalam masa 10 jam.Antara pernyataan berikut yang manakah perbandingan kelajuan yang betul?

A Kelajuan Ali ,Bakar dan Chan adalah samaB Kelajuan Chan lebih daripada kelajuan Bakar

7

C Kelajuan Ali dan kelajuan Chan lebih daripada kelajuan Bakar

D Kelajuan Bakar sama dengan kelajuan Chan tetapi kurang daripada kelajuan Ali

8 Sebuah kereta bermula dari keadaan pegun dan mencapai halaju 20 ms-1 setelah bergerak selama 5 saat. Halajunya kekal 20 ms-1 setelah bergerak selama 20 saat lagi.Kereta itu mula memperlahankan halajunya dan berhenti selepas bergerak 10 saat lagi. Pernyataan yang manakah berikut adalah benar?

PermulaanGerakan

PertengahanGerakan

AkhirGerakan

A Pecutanbertambah

Pecutan seragam

Pecutanberkurang

B Pecutan seragam

Pecutan sifar Nyah-pecutan seragam

C Pecutan betambah

Pecutan sifar Pecutan berkurang

9 Detik sebuah jangka masa detik ialah

A masa untuk membuat dua titik berturutan pada pita detik

B jarak antara dua titik berturutan pada pita detik

C frekuensi getaran jangka masa detikD laju getaran jangka masa detik

10 Rajah menunjukkan satu keratan pita detik bagi sebuah troli bergerak menuruni satu landasan condong. Jangkamasa detik menghasilkan 50 detik dalam masa satu saat.]

Berapakah masa yang diambil oleh troli untuk bergerak dari P ke Q?]

A 0.20 s B 0.22 sC 2.0 s D 2.2 s

11 Rajah menunjukkan satu keratan pita hasil gerakan suatu objek.

Pernyataan yang manakah benar mengenai pita detik di atas?

A Halaju di antara C dan D adalah rendahB Halaju di antara DE dan halaju di antara AB

adalah sama C Frekuensi di antara BC adalah lebih tinggi daripada

frekuensi di antara DED Masa antara AB adalah sama di antara masa DE

12 Rajah menunjukkan satu keratan pita detik yang diperolehi oleh sebuah troli menerusi sebuah jangka masa detik yang berfrekuensi 50 Hz

.Laju purata gerakan troli itu adalah

A 20 cms-1 B 30 cms-1

C 40 cms-1 D 50 cms-1

13 Rajah menunjukkan satu keratan pita detik yang diperolehi hasil gerakan oleh sebuah troli.

Halaju purata di antara P dan Q dalam pita detik di atas adalah

A 85 cms-1 B 170 cms-1

B 200 cms-1 C 240 cms-1

14 Rajah menunjukkan satu keratan pita detik yang diperolehi hasil gerakan oleh sebuah troli.

12Berdasarkan pita detik di atas halaju akhir troli adalah

A 40 cms-1 B 120 cms-1

C 150 cms-1 D 267 cms-1

15 Rajah menunjukkan satu keratan pita detik yang diperolehi hasil gerakan oleh sebuah troli.

Berapakah pecutan. troli itu?

A 200 cms-2 B 400c ms-2

C 500 cms-2 D 800 cms-2

16 Rajah menunjukkan satu keratan pita detik yang diperolehi hasil gerakan oleh sebuah troli.

8

Berapakah pecutan. troli itu?

A -500 cms-2 B - 500 cms-2

C - 5000 cms-2 D 5000 cms-2

17 Rajah menunjukkan carta pita yang dihasilkan daripada gerakan sebuah troli.

Pernyataan manakah benar?

A Troli bergerak dengan laju tetap dan pecutan bertambah

B Troli bergerak dengan laju bertambah dan pecutan bertambah

C Troli bergerak dengan laju bertambah dan pecutan tetap

D Troli bergerak dengan laju berkurang dan pecutan tetap

18 Rajah menunjukkan carta pita yang dihasilkan daripada gerakan sebuah troli

Pernyataan yang manakah adalah benar?

A Pada permulaan halaju sifar dan pada akhir halaju seragam

B Pada permulaan pecutan sifar dan pada akhir halaju seragam

C Pada permulaan halaju sifar dan pada akhir pecutan seragam

D Pada permulan pecutan sifar dan pada akhir pecutan seragam

19 Carta pita yang manakah menunjukkan gerakan dengan pecutan berkurang?

20 Minyak menitis pada kadar seragam dari kereta yang sedang bergerak. Gambar rajah menunjukkan corak titisan di atas jalan raya.

Which statement describes the motion of the car?Manakah pernyataan yang menerangkan gerakan kereta tersebut?

A Ia memecut dan kemudiannya bergerak dengan laju seragam

B Ia memecut dan kemudiannya menyahpecut.C Ia bergerak dengan laju seragam dan kemudiannya

menyahpecut.D Ia bergerak dengan laju seragam dan kemudiannya

memecut.

21 Rajah menunjukkan gambarfoto stroboskop suatu pepejal karban dioksida pada permukaan ufuk licin.

Jenis gerakannya adalah

A Pecutan seragam B Halaju bertambahC Pecutan sifar D Halaju sifar

22 Sebuah stroboskop mempunyai 4 celah dengan frekuensi putarannya 5 Hz.Masa bagi dua imej berturutan pada gambar foto stroboskop adalah

A 20 s B 2.0 sC 0.4 s D 0.05 s

9

arah gerakan

23 Rajah menunjukkan gambarfoto stroboskop gerakan seketul ais dengan menggunakan sebuah stroboskop mekanik mempunyai dua celah dan frekuensi putarannya ialah 25 Hz.

Berapakah halaju guli itu?

A 5 cms-1 B 25 cms-1

C 100 cms-1 D 250 cms-1

24 Rajah menunjukkan gambar foto stroboskop bola bergerak yang dirakamkan oleh sebuah stroboskop elektronik yang mengeluarkan 50 sinaran cahaya sesaat.

Halaju purata bola itu adalah

A 0. 5 ms-1 B 1.0 ms-1

C 1.5 ms-1 D 2.0 ms-1

25 Sebuah stroboskop elektronik mengeluarkan 4 kilauan cahaya sesaat digunakan untuk mengambil gambar foto stroboskop seorang budak yang meluncur landasan curam.

Pecutan budak itu adalah

A 6ms-2 B 12 ms-2

C 24 ms-2 D 32 ms-2

26 Seorang pengayuh basikal mengayuh basikal dengan halaju 8 ms-1 pada pecutan 4 ms-2 . Berapakah halaju pengayuh basikal itu selepas 5 saat.

A 16 ms-1 B 20ms-1 C 24 ms-1 D 28 ms-1

27 Sebuah roket bermula dengan halaju 2500 ms-1 dengan enjinya mengalami pecutan 20 ms-2 . Berapakah halaju roket setelah enjinnya dihidupkan selama 4 minit.

A 4800 ms-1 B 5000 ms-1 C 6800 ms-1 D 7300 ms-1

28 Sebuah kereta bergerak dari keadaan rehat dan menuruni sebuah bukit dengan pecutan sekata 5 ms-2 dan tiba di bawah bukit selepas 5s. Laju kereta itu di bawah bukit dalam meter per saat ialah

A 1 B 12.5C 25 D 50

29 Sebuah troli bermula dari keadaan pegun mencapai halaju 12 cms-1 setelah bergerak selama 5 saat.Jarak yang telah ditempuhi oleh troli itu adalah

A 16 cm B 24 cmC 28 cm D 30 cm

30 Sebuah kereta bermula dari keadaan pegun mencapai halaju 20 ms-1 setelah bergerak sejauh 45 m.Jumlah masa yang diambil adalah

A 4.5 saat B 9.0 saatC 13.5 saat D 18.0 saat

31 Sebuah kapal terbang memecut dengan 40 ms-2 selama 10 saat dari keadaan rehat sebelum berangkat dari landasan. Panjang minimum yang diperlukan bagi landasan itu adalah,

A 1000 m B 2000 mC 3000 m D 4000 m

32 Rajah menunjukkan seorang budak perempuan berdiri di atas pletform di sebuah stesen kereta api dan sedang memerhati sebuah kereta api. Kereta api itu mula bergerak dari keadaan rehat dan bergerak dengan pecutan 0.2 m s–2. Budak perempuan itu mendapati bahawa kereta api itu mengambil masa 24 s untuk bergerak melaluinya.

Berapakah panjang kereta api itu?

A 48.0 m B 57.6 mC 115.2 m D 120.0 m

10

33 Sebuah kereta bermula dari keadaan pegun mengalami pecutan seragam mencapai jarak sejauh 900 m setelah bergerak selama 30 saat.Pecutan yang dihasilkan adalah

A 5 ms -2 B 4 ms-2 C 3 ms-2 D 2 ms-2

34 Sebuah lori bermula dari keadaan rehat mengalami pecutan 10 ms-2 setelah bergerak sejauh 20 m.Halaju lori pada jarak 20 m adalah

A 10 ms-1 B 20ms-1 C 40 ms-1 D 80 ms-1 E 100 ms-1

35 Sebuah kereta bergerak dengan halaju 15 ms-1 mencapai halaju 10 ms-1 setelah sejauh 12.5 m. Pecutan kereta itu adalah

A –5.0 ms-2 B –2.5 ms-2 C 2.5 ms-2 D 5.0 ms-2

36 Sebuah kereta bergerak dengan halaju 40 ms-1 diberhentikan beberapa saat selepas breknya ditekan . Jarak yang dilalui sebelum berhenti adalah 100 m. Nyah-pecutan kereta ketika itu adalah

A 4 ms-2 B 8 ms-2 C 12 ms-2 D 16 ms-2

37 Seketul batu diangkat setinggi 5 m dan kemudian dilepaskan.Halaju batu ketika terkena tanah adalah

A 5 ms-1 B 10 ms-1 C 15 ms-1 D 20ms-1

38 Sebiji buah durian jatuh bebas ke tanah dalam masa2 saat. Tinggi pokok durian itu adalah

A 40 m B 30 mC 20 m D 10 m

39 Sebuah sfera logam berjisim 5 kg dijatuhkan dari ketinggian 125 m.Masa yang diambil untuk mencecah tanah adalah,

A 2 s B 4sC 5 s D 8s

40 Rajah menunjukkan dua sfera logam berjisim 2 kg dan 5 kg masing-masing dijatuhkan pada ketinggian 3.2 m dan 7.2 m.

Perbezaan masa yang diambil untuk kedua-dua sfera logam terkena tanah adalah

A 0.2 saat B 0.4 saatC 0.6 saat D 0.8 saat

41 Sebiji bola dilontar tegak ke atas dengan halaju 20 ms-1 . Tinggi maksimum yang boleh dicapai oleh batu itu adalah,

A 60 m B 40 mC 30 m D 20 m

42 Ahmad berjalan 300 m ke arah utara dari P ke Q. Dia kemudian berjalan ke arah timur menuju ke R seperti ditunjukkan pada Rajah 42 Jarak dilalui dari P ke R ialah 700 m dan sesarannya ialah 500 m.

Rajah 42

(a) Apakah maksud sesaran? ..........................................................................

(b) Apakah jenis kuantiti fizik bagi sesaran? .........................................................................

(c) Tunjukkan sesaran bagi Ahmad pada Rajah 42.

(d) Jika Ahmad mengambil masa 500 s untuk berjalan dari P ke R, tentukan halajunya.

43 Rajah 43 menunjukkan seorang pelajar sedang berlari dari P ke R dan balik ke Q..

11

Rajah 43

(a) Namakan satu kuantiti fizik yang berkaitan dengan kedudukan pelajar semasa dia sedang berlari?...................................................................................

(b) Apakah jenis kuantiti fizik yang dinyatakan di dalam (a).Tanda ( √ ) jawapan yang betul dalam petak yang disediakan.

kuantiti skalar

kuantiti vektor

(c) Hitungkan halaju purata pelajar itu jika dia mengambil masa 30 s untuk melengkapkan gerakan tersebut.

44 Rajah 44 menunjukkan satu pita detik yang dihasilkan apabila sebuah troli bergerak menuruni landasan condong.

Rajah 44(a) Lengkapkan ayat di bawah dengan menanda (√)

dalam kotak yang betul.

Jenis arus yang digunakan oleh jangka masa detik

arus ulang alik.

arus terus.

(b) Pada Rajah 44 tandakan ‘X’ untuk menunjukkan satu detik

(c) Berdasarkan Rajah 1 tentukan halaju troli itu?

45 Rajah 45.1 menunjukkan satu pita detik yang diperoleh oleh seorang pelajar bagi pergerakan sebuah troli dalam suatu eksperimen menggunakan jangkamasa detik.

Jangkamasa detik tersebut merakamkan 50 detik setiap saat.

Rajah 45.1

Skala yang diberi menunjukkan panjang pita detik diukur dalam sentimeter bermula dari titik pertama yang ditandakan di atas pita.

(a) Nyatakan jenis arus elektrik yang digunakan untuk mengendalikan jangkamasa detik itu.…………………………………………………

(b) Apakah maksud '1 detik '?…………………………………………………

(c) Pita detik yang diperolehi kemudian dipotong kepada lima keratan yang mengandungi 3 detik setiap satu. Kesemua lima keratan itu dilekatkan sebelah menyebelah untuk membentuk satu carta pita. Lukiskan carta pita itu pada graf di dalam Rajah 45.2

Rajah 45.2

(d) Berdasarkan carta pita, huraikan pergerakan troli itu.………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

46 (a) Rajah 46.1 menunjukkan gambar foto stroboskop

12

bagi gerakan pak udara. Alat pemancar stroboskop dilaraskan untuk mengeluarkan 20 pancaran sesaat

Rajah 46.1

(i) Nyatakan jenis gerakan pak udara itu.........................................................................................................................................

(ii) Berapakah imej yang akan dihasilkan dalam 2 s?

(b) Rajah 46.2 menunjukkan bagi gerakan bola ping pong yang diambil menggunakan alat stroboskop mekanikal yang mempunyai 2 celah dan berputar pada kadar 5 putaran sesaat

Rajah 46.2

(i) Apakah sela masa diantara dua imej yang berturutan?....................................................................

(ii) Tentukan halaju purata gerakan tersebut

47 Berikut adalah persamaan gerakan dengan pecutan seragam

v = u + at

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan simbol a , dan seterusnya berikan takrif a.

…………………………………………………...... (b) Apakah maklumat yang diperolehi dari ‘ at ‘ dan

nyatakan unit S.I.nya……………………………………………….........

(c) Persamaan di atas boleh juga digunakan untuk gerakan jasad ‘jatuh bebas’. Seketul batu mengalami ‘jatuh bebas’ mengambil masa 4 saat untuk jatuh ke tanah.

(i) Apakah yang dimaksudkan dengan ‘jatuh bebas’?………………………………………………

(ii) Tentukan halaju batu sejurus sebelum terkena tanah

48 Seorang pelajar menjalankan satu eksperimen untuk mengkaji hubungan antara pecutan, a, dengan daya, F

bagi sebuah troli. Susunan radas eksperimen ini adalah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 48.1.

Rajah 48.1Jangkamasa detik dihidupkan dan sebuah troli ditarik dengan menggunakan satu tali kenyal menuruni landasan terpampas geseran. Jangkamasa detik yang digunakan mempunyai frekuensi 50 Hz. Satu tali kenyal mewakili daya 20 N .Daripada pita detik yang diperolehi, satu carta pita yang terdiri daripada 6 keratan 10 detik disediakan seperti Rajah 48.2.

Eksperimen diulang dengan menggunakan 2, 3, 4 dan 5 tali kenyal yang diregangkan pada panjang yang sama. Rajah 48.3, 48.4, 48.5, 48.6 dan 48.7 menunjukkan carta pita yang diperolehi daripada eksperimen yang dilukis mengikut ukuran sebenar.

Rajah 48.2Pecutan , a troli itu diberi oleh persamaan :

a =

Satu tali kenyalRajah 48.3

13

Dua tali kenyalRajah 48.4

Tiga tali kenyalRajah 48.5

Empat tali kenyalRajah 48.6

14

Lima tali kenyalRajah 48.7

(a) Berdasarkan penerangan eksperimen ini, nyatakan

(i) pembolehubah dimanipulasikan……………………………………………

(ii) pembolehubah bergerakbalas……………………………………………

(iii) pembolehubah dimalarkan……………………………………………

(b) Berdasarkan Rajah 48.3, 48.4, 48.5, 48.6 dan 48.7, tentukan x, y dan pecutan, a dan daya F.

(c) Jadualkan keputusan anda bagi F, x, y dan a pada ruang di bawah.

(d) Pada kertas graf yang disediakan pada lampiran , lukiskan graf a melawan F.

(e) Menggunakan graf anda, nyatakan hubungan antara a dengan F.

………………………………………………………………………………………………

49 Setiap rajah di bawah menunjukkan dua kedudukan seorang pelajar di atas gelongsor. Kedudukan awal dalam setiap rajah adalah berbeza.

Perhatikan kedudukan setiap dan keadaan pelajar itu dalam setiap rajah semasa mengelongsor.

Berdasarkan pemerhatian itu :(a) Nyatakan satu inferens yang boleh dibuat.(b) Nyatakan satu hipotesis yang sesuai untuk suatu

penyiasatan .(c) Dengan menggunakan radas seperti troli, jangka

masa detik, dan lain-lain,terangkan satu rangka kerja eksperimen untuk menguji hipotesis anda. Dalam penerangan anda jelaskan perkara berikut:(i) Tujuan eksperimen(ii) Pemboleh ubah yang terlibat dalam

eksperimen itu(iii) Senarai radas dan bahan(iv) Susunan radas(v) Prosedur eksperimen termasuk kaedah

mengawal pemboleh ubah yang dimanupulasikan dan kaedah mengukur pemboleh ubah bergerak balas

(vi) Cara anda menjadualkan data(vii) Cara anda menganlisis data

15

Lampiran Graf F melawan a

16

Inersia Pengertian InersiaInersia adalah sifat semulajadi bagi suatu jasad yang berjisim menentang perubahan dalam gerakan yang tiba-tiba.Perubahan dalam gerakan bermaksud dari keadaan rehat ke bergerak atau dari keadaan bergerak ke rehat.Secara ringkasnya inersia ialah sifat enggan berubah pada suatu jasad apabila dilakukan perubahan gerakan terhadap objek itu

Secara ringkaskan”nya inersia ialah “ menetang perubahan gerakan” atau “enggan berubah”

Faktor mempengaruhi inersia Semakin bertambah jisim semakin bertambah inersia.

Contoh-contoh fenomema harian atau eksperimen ringkas untuk menunjukkan fenomena inersia.

Contoh 1

Pemerhatian : Duit syiling jatuh ke dalam gelas

Penjelasan :…………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..

Contoh 2

Observation : Pemandu dan penumpang dalam sebuah kenderaan terhumban ke hadapan apabila kenderaan itu diberhentikan dengan tiba-tiba.

Penjelasan :

…………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………..

Contoh-contoh lain pemerhatian berkaitan dengan inersia:- Sebuah kapal minyak mematikan enjinnya 5 km sebelum

tiba kepelabuhan.-Sebuah kapal terbang memerlukan landasan yang panjang untuk mula berlepas dan mendarat.

- Untuk menuangkan sos tomata dalam mee goreng ialah denganmenggoncangkan botol sos beberapa kali dan memberhentikangoncangan dengan tiba-tiba.

Mengurangkan kesan negatif inersia

(i) Tali pinggang keledar direka untuk melindungi penumpang.Apabila sebuah kereta terlibat dalam suatu perlanggaran , kereta tersebut dihentikan dengan tiba-tiba.Disebabkan inertia, penumpang dalam kereta itu terus mengekalkan kelajuan sehingga akhirnya berhenti kerana menghentam sesuatu halangan.Tanpa memakai tali pinggang keledar penumpang tersebut akan mengalami kecederaan yang serius.Tali pinggang keledar mengenakan suatu daya untuk memberhentikan penumpang tanpa menghentam cermin depan atau pun stering.

(ii) Tangki pada lori minyak dibahagikan kepada beberapa bahagian kecil supaya jisim minyak dibahagikan kepada beberapa bahagian kecil untuk mengurangkan kesan inersia.

(iii) Kayu balak yang dibawa oleh sebuah lori diikatkan bersama dengan rantai besi yang kuat. Apabila lori mula bergerak dengan tiba-tiba , kayu-kayu balak itu sukar jatuh kerana inersianya menjadi besar disebabkan jisimnya telah digabungkan.

.Kesan positif inersia

(i) Gearakan sebuah kapal angkasa di ruangan angkasa lepas adalah dalam suatu garis lurus dengan laju yang malar disebabkan tiada udara untuk memperlahankan gerakannya. Oleh itu ia tak memerlukan bentuk aerodinamik.

(ii) Seorang pemain Sumo mempunyai jisim yang besar dan inersia yang besar.Oleh itu ia sukar ditumbangkan.

.

17

PELAJARAN 3

Neraca inersia

(i) KegunaanIalah untuk menentukan atau membandingkan jisim suatu jasad.

(ii) Struktur neraca inersia.

(iii) Hubungan antara jisim,m dengan tempoh ayuanan,T bagi neraca inersia.

Kuasadua tempoh ayunan berubah secara langsung dengan jisim.

T2 m

T 2 = pemalar mContoh 1

Apabila seketul plastisin 40 g dilekatkan pada sebatang mata gergaji besi yang diapit dengan apiit- G didapati tempoh ayunannya ialah 4.0 saat.Berapakah jisim sebiji epal yang dilekatkan pada mata gergaji besi itu jika tempohya adalah 9.0 saat.

Penyelesaian

Eksperimen untuk menyiasat hubungan antara inersia dan jisim.

Hipotesis: Semakin bertambah jisim semakin bertambah inersia. Tujuan eksperimen : Menyiasat hubungan jisim dan inersia.Pembolehubah:Pembolehubah dimanupulasikan: jisimPembolehubah bergerak balas: inersia

Pembolehubah yang dimalarkan: bilangan ayunan , panjang mata gergaji yang diapit.Radas dan bahan:Mata gergaji , plastisin , Apit-G , jam randik , neraca.Arrangement of the apparatus:

Prosedur eksperimen termasuk kaedah mengawal pembolehubah dimanupulasikan dan kaedah mengukur pembolehubah bergerak balas: Jisim plastisin ditimbang dengan neraca .m= 30.0gMata gergaji diapitkan salah satu hujungnya pada meja dengan apit-G dan hujung satu lagi dilekatkan dengan plastisin. Mata gergaji itu disesarkan ke satu sisi dan kemudiannya dilepaskan supaya berayun. Masa untuk 20 ayunan diambil dengan menggunakan jamrandik , t.Eksperimen diulangi sebanyak 5 kali dengan jism plastisin yang berlainan.

Menjadualkan data:

Jisin/g 30 40 50 60 70 80Masa/tMenganalisa data: Lukis graf masa, t melawan jisim, m

18

1 Inersia sesuatu objek adalah

A Perubahan halaju sesuatu objekB Daya bertentangan dengan gerakan jasadC Daya geseran yang wujud ketika objek mula

bergerakD Sifat semulajadi pada objek bagi menentang

perubahan gerakan jasad

2 Fenomena-fenomena berikut adalah berdasarkan prinsip inersia kecuali

A Telur masak dan telur tidak dimasak diputar untuk menentukan perbezaannya

B Penumpang-penumpang terhumban ke hadapan apabila kenderaan diberhentikan dengan tiba-tiba

C Payung dipusingkan dengan cepat untuk mengeringkan air hujan yang terlekat kepadanya

D Dua buah bot laju akan berlanggar apabila kedua-duanya bergerak berhampiran satu sama lain

3 Rajah menunjukkan seorang penunggang motosikal terhumban apabila motosikalnya terlanggar satu halangan.

Apakah konsep fizik yang terlibat menyebabkan dia jatuh?

A InertiaB Prinsip Keabadiaan TenagaC Prinsip keabadian momentum

4 Rajah menunjukkan sebuah tukul besi.

Kepala tukul besi itu dapat diketatkan pada pemegangnya dengan

A memutarkan pemegang tukul besi B menolak kepala tukul besi ke bawahC menghentakkan pemegang tukul besi

5 Rajah menunjukkan sekeping syiling diletakkan di atas kadbod.

Apakah yang berlaku pada syiling itu apabila kadbod disentap ke kiri?

A Syiling jatuh di luar gelas B Syiling jatuh ke dalam gelasC Syiling terangkat ke atas dari kadbodD Syiling itu kekal pegun di atas kadbod

6 Rajah menunjukkan sos cili akan keluar dengan mudah apabila botol sos digoncangkan dengan kuat dan berhenti dengan tiba-tiba.

Pergerakan keluar sos cili itu boleh diterangkan oleh

A Konsep inersiaB Prinsip keabadian tenaga C Konsep keseimbangan daya D Prinsip keabadian momentum

7 Rajah menunjukkan sebiji tembikai di atas sebuah lori yang diletakkan di kedudukan P. Apabila lori itu bergerak, tembikai itu bergolek dari kedudukan P ke Q. Apabila lori itu berhenti secara tiba-tiba, tembikai itu bergolek dari kedudukan Q ke P.

19

TUTORIAL 2

Pergerakan buah tembikai itu adalah disebabkan oleh

A Impuls B InersiaC GeseranD Momentum

8 Inersia suatu objek dipengaruhi oleh

A pecutan jasadB halaju jasadC jisim jasadD suhu jasad

9 Pernyataan yang manakah yang betul mengenai inersia

A Inersia bergantung kepada saiz objekB Inersia objek yang sama lebih besar di bumi

berbandingC Objek yang berjisim kecil senang untuk digerakkanD Objek yang senang digerakkan, sukar untuk

dihentikan

10 Rajah menunjukkan sebuah trektor pengelek stim yang berat.

Adalah sukar untuk menukar arah kenderaan ini. Pernyataan ini adalah merujuk kepadaA konsep inersiaB prinsip keabadian tenaga

C konsep keseimbangan daya D prinsip keabadian momentum

11 Untuk memulakan dan memberhentikan lori yang berat adalah

Memulakan Memberhentikan

A mudah mudahB mudah sukarC sukar mudahD sukar sukar

12 Antara kenderaan yang manakah berikut mempunyai inersia yang paling besar?

13 Rajah menunjukkan sebuah lori bergerak yang membawa guni-guni beras.

Inersia lori itu akan berkurang apabila

A lori itu berhenti

B lori itu memecut

C lori itu bergerak semakin perlahan

D beberapa guni beras jatuh dari lori itu

14 Rajah menunjukkan seorang angkasawan berjalan di permukaan bulan. Apakah yang dapat anda katakan mengenai inertianya?.

A Berkurang

B BertambahC Tidak berubah

15 Apabila seorang budak lelaki dikejar oleh seekor lembu, lintasan yang manakah mengelakkan beliau daripada dikejar oleh lembu itu?

20

16 Rajah menunjukkan seketul batu kecil diikatkan dengan benang dan dipusing di atas kepala dalam suatu bulatan mengufuk.

Jika benang itu tiba-tiba dilepaskan , kea arah manakah batu itu akan bergerak..

17 Neraca inersia digunakan untuk membandingkan

A jisim jasadB berat jasadC pecutan jasadD momemtum jasad

18 Tempoh ayunan sebuah neraca inersia dipengaruhi oleh

A Pecutan gravitiB Amplitud ayunanC Jisim silinder besiD Daya tolakan yang dikenakan

19 Apabila silinder besi berjisim 100 g dimasukkan dalam rak neraca inersia didapati tempoh ayunannya ialah 4.8 saat.Berapakah jisim silinder besi yang dimasukkan dalam rak neraca jika tempohya adalah 6.8 saat.

A 100 g B 150 gC 200 g D 250 g

20 Rajah 20.1 dan Rajah 20.2 menunjukkan dua ketul plastisin yang dilekatkan pada dua bilah gergaji yang sama panjang.Kedua-dua plastisin kemudiannya diayunkan. Frekuensi ayunan bagi kedua-dua platisin ditentukan sebagaimana ditunjukkan dalam Rajah 20.1 dan Rajah 20.2.

Tempoh = 1.2 s Tempoh = 2.2 s Rajah 20.1 Rajah 20.2

(a) Apakah maksud tempoh?

……………………………………………………….(b) Berdasarkan Rajah 20.1 dan Rajah 20.2;

(i) Bandingkan jisim kedua-dua plastisin.

…………………………………………………(ii) Bandingkan frekuensi ayunan kedua-dua

plastisin.……………………………………………….……………………………………………….

(iii) Hubungkaitkan jisim dan frekuensi ayunan bagi kedua-dua plastisin.……………………………………………………………………………………………………

(c) Namakan satu konsep fizik yang terlibat dalam situasi ini.……………………………………………………

…(d) Apakah terjaadi kepada tempoh ayunan apabila

eksperimen ini dijalankan di bulan.

21 Rajah 21 menunjukkan satu set radas dibina daripada bongkah logam yang diikat benang P dan benang Q yang tergantung pada siling.

Rajah 21 Apa yang akan berlaku dan beri sebab jika

21

(a) benang Q ditarik ke bawah secara perlahan-lahan dengan menambahkan daya tarikan secara beransur-ansur?..........................................................................

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

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

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

.

(b) benang Q disentak dengan satu daya yang kuat?..........................................................................

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

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

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

.22 Rajah 22 menunjukan sebuah neraca inersia.Dengan alat

ini jisim sesuatu jasad boleh dapati denganmembandingkan tempoh getarannya dengan tempoh getaran satu jasad yang diketahui jisimnya.

Rajah 22

Jadual 22 menunjukkan data yang diperolehi daripada eksperimen tersebut.

Jisim m/kg

Tempoh T/ s

T2 / S2 m ( 1 T.P.)T2

1.0 0.821.5 1.002.0 1.152.5 1.293.0 1.41

Jadual 22

(a) Lengkapkan Jadual 22 di atas

(b) Apakah unit bagi m T2

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

(c) Nyatakan hubungan antara jisim,m dan tempoh getaran,T....................................................................................

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

.(d) Pelajar itu menggunakan neraca inersia ini untuk

menentukan jisim satu objek dan apabila objek itu diletak pada neraca tempoh getaran ialah 2.8 saat. Berapakah jisim objek itu.

23 Rajah 23.1 menggambarkan pemandu dan hiasan kereta semasa mula bergerak dengan pecutan dari keadaan pegun.Rajah 23.2 menggambarkan pemandu dan hiasan kereta semasa berhenti secara tiba-tiba.

Rajah 23.1 Rajah 23.2

Berdasarkan Rajah 23.1 dan Rajah 23.2 (a) bandingkan arah gerakan kereta, arah gerakan

penumpang dan arah gerakan hiasan dalam kereta.(b) hubungkaitan antara arah gerakan kereta, arah

gerakan penumpang dan arah gerakan hiasan dalam kereta dan seterusnya nyatakan konsep fizik yang terlibat.

23

Rajah menunjukkan seorang lelaki menolak sebuah troli dalam dua keadaan iaitu semasa troli kosong dan semasa troli penuh dengan barang. Lelaki itu merasa begitu sukar untuk mula menolak dan semasa memberhentikan troli yang berisi barang.Berdasarkan pemerhatian di atas ;(a) Nyatakan satu inferens yang sesuai.(b) Binakan satu hipotesis yang sesuai .(c) Dengan menggunakan radas seperti

22

mata gergaji besi,plastisin ,apit-G dan alat-alat radas lain yang sesuai terangkan satu reksperimen untuk hipotesis yang dinyatakan di(b).Dalam huraian anda, nyatakan dengan jelas perkara berikut:

(i) Tujuan eksperimen.(ii) Pembolehubah dalam eksperimen.(iii) Senarai radas dan bahan.(iv) Susunan radas.(v) Prosedur eksperimen yang mesti termasuk satu

kaedah mengawal pembolehubah dimanipulasi kan dan satu kaedah mengukur pemboleh ubah bergerak balas.

(vi) Cara untuk menjadualkan data .(vii) Cara untuk menganalisis data.

Momentum dan Prinsip Keabadian Momentum

Takrif momentum dan unit S.I.nya

Fenomena Nilai momentumPeluru yang bergerak dengan halaju tinggi

Besar

Sebuah kapal yang besar Besar

Kesimpulan : Momentum ialah ..................................................................... .....................................................................

atau momentum = jisim x halaju = m v

23

PELAJARAN 4- Momentum dan Prinsip Keabadian Momentum3-

Unit S.I nya adalah kgms-1 atau Ns

Momentum adalah kuantiti vektor.

Contoh 1

Sebutir peluru berjisim 10 g bergerak dengan halaju 200 ms-1

Berapakah momentum peluru itu?

Penyelesaian

Contoh 2

Sebuah troli berjisim 1.5 kg bergerak dengan halaju 4 ms-1

berlanggar dengan dinding batu dan terpantul balik dengan

halaju 3 ms-1 .Tentukan(i) Momentum awal (ii) Momentum akhir (iii) Perubahan momentum

Penyelesaian

Prinsip Keabadian Momentum

Dalam suatu perlanggaran,jumlah momemtum sebelum perlanggaran adalah sentiasa sama dengan jumlah momentum selepas perlanggaran jika tiada daya luar bertindak ke atas sistem itu.

Jenis-jenis perlanggaran

(i) Perlanggaran tak kenyal

Perlanggaran tak kenyal ialah perlanggaran di antara dua jasad di mana selepas berlakunya perlanggaran kedua-dua melekat dan bergerak dengan halaju sepunya.

Menurut Prinsip Keabadian Momentum,

Jumlah momentum sebelum perlanggaran = Jumlah momentum selepas perlanggaran

=

Contoh 3

Sebuah troli berjisim 1 kg bergerak dengan halaju 6 ms-1 berlanggar dengan sebuah troli berjisim 3 kg yang pegun. Selepas perlanggaran kedua-duanya melekat. Berapakah halaju kedua-dua troli selepas perlanggaran?

Penyelesaian

Contoh 4

Sebuah troli berjisim M kg bergerak dengan halaju

4 ms-1 dan berlanggar dengan satu troli lain berjisim 1kg

bergerak pada arah bertentangan bergerak dengan halaju 2 ms-

1 .Selepas perlanggaran kedua-duanya melekat dan bergerak

dengan halaju 2 ms-1 .Berapakah nilai M?

Penyelesaian

Eksperimen untuk mentahkik prinsip keabadian momentum berlaku dalam perlanggaran tak kenyal

24

Condongkan landasan supaya terpampas geseran (troli menuruni landasan condong dengan halaju seragam)Timbang jisim troli A = m1 dan jisim troli B = m2

Hidupkan jangka masa detik dan tolak troli A supaya melanggar troli B yang pegun dan selepas perlanggaran kedua-duanya melekat.Pita detik yang diperolehi adalah seperti berikut:-

Hitungkan halaju troli A sebelum perlanggaran ,u1 = L1 / 0.2

Hitungkan halaju troli A dan B selepas perlanggaran v = L2 / 0.2

Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan jisim troli A dan B yang berlainan pula .Kirakan jumlah momentum sebelum perlanggaran = m1 u1

Kirakan jumlah momentum selepas perlanggaran = (m1 + m2)VDidapati bahawa, m1 u1 = (m1 + m2)V

Oleh itu prinsip keabadian momentum telah dapat ditahkikkan di dalam perlanggaran tak kenyal.

(ii) Perlanggaran kenyal

Perlanggaran kenyal ialah perlanggaran di antara dua jasad di mana di mana selepas berlakunya perlanggaran kedua-dua troli tak melekat dan bergerak dengan halajuyang berlainan.

Menurut Prinsip Keabadian Momentum,

Jumlah momentum sebelum perlanggaran = Jumlah momentum selepas perlanggaran

Contoh 5

Sebuah troli berjisim 2 kg bergerak dengan halaju 0.6 ms-1

berlanggar dengan sebuah troli yang lain berjisim 1 kg yang pegun.Selepas perlanggaran troli yang berjisim 2 kg bergerak dengan halaju 0.2 ms-1. Berapakah halaju troli yang berjisim 1 kg selepas perlanggaran?

Penyelesaian

Contoh 6

Berdasarkan rajah tentukan(a) Nilai x (b) Arah gerakan bola berjisim 2 kg selepas perlanggaran

Penyelesaian

Eksperimen untuk mentahkik prinsip keabadian momentum berlakudalam perlanggaran kenyal

Condongkan landasan supaya terpampas geseran (troli menuruni landasan condong dengan halaju seragam)Timbang jisim troli A = m1 dan jisim troli B = m2

Hidupkan jangka masa detik dan tolak troli A supaya melanggar troli B yang pegun dan selepas perlanggaran kedua-duanya tidak melekat.

25

Hitungkan halaju troli A sebelum perlanggaran ,u1 = L1 / 0.2

Hitungkan halaju troli A selepas perlanggaranv1 = L2 / 0.2

Hitungkan halaju troli B selepas perlanggaranv2 = L3 / 0.2

Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan jisim troli A dan B yang berlainan pula .Kirakan jumlah momentum sebelum perlanggaran = m1 u1

Kirakan jumlah momentum selepas perlanggaran = m1v1 + m2v2

Didapati bahawa, m1 u1 = m1v1 + m2v2

Oleh itu prinsip keabadian momentum telah dapat ditahkikkan di dalam perlanggaran kenyal.

(iii) Letupan

Letupan ialah satu proses di mana sebelum letupan berlaku kedua-dua jasad bercantum dan pegun dan selepas letupan kedua-dua jasad bergerak pada arah bertentangan

Menurut prinsip keabadian momentum,

Jumlah momentum sebelum letupan = Jumlah momentum selepas letupan.

=

Contoh 7

Sebuah peluru berjisim 0.05 kg ditembak dari sepucuk senapang yang berjisim 1.5 kg.Jika halaju sentakan senapang ke belakang adalah 2 ms-1,berapakah halaju peluru itu?

Penyelesaian

Contoh 8

Seorang budak berjisim 50 kg yang berkasut roda di atas lantai yang mengufuk melontar sebiji bola berjisim 4 kgJika bola itu dilontar dari tangan dengan halaju 2 ms-1,berapakah halaju budak itu?

Penyelesaian

Kesamaan dan Perbezaan antara perlanggaran kenyal dan tak kenyal

KesamaanJumlah momentum abadiJumlah jisim abadiJumlah tenaga abadi

Perbezaan

Perlanggaran Kenyal Perlanggaran Tak kenyalSelepas perlanggaran tak melekat @ bergerak dengan halaju berbeza

Selepas perlanggaran melekat @ bergerak dengan halaju sepunya

Jumlah tenaga kinetik diabadikan

Jumlah tenaga kinetik tidak diabadikan

Apilikasi Prinsip Keabadian Momentum Dalam Roket dan JetStruktur roket dan jet

Struktur roket

26

Struktur jetPrinsip perejangan enjin jet dan roket:Bahan api dan oksigen disedut oleh pam masuk ke ruang pembakaran.Campuran kedua-duanya menghasilkan suhu yang sangat tinggi.Gas ekzos dengan halaju tinggi bergerak ke belakangMenurut prinsip keabadian momentum Apabila suatu momentum yang sangat besar terhasil ke belakang maka satu momentum besar terhasil ke hadapan,maka roket akan mengalami perejangan ke hadapan.

Sebab-sebab roket semakin ke atas semakin memecut:

(1) Jumlah jisim roket yang semakin berkurangan(2) Rintangan udara semakin berkurangan(3) Pecutan graviti semakin berkurangan

Perbezaan enjin roket dan enjin jet :Enjin roket Enjin jetBahan apinya ialah hidrogen @paraffin cecair

Bahan apinya kerosin

Membawa bekalan oksigen sendiri

Menggunakan oksigen daripada atmosfera

Boleh terbang di angkasa lepas

Tidak boleh terbang di angkasa lepas

Jisimya berkurang Jisim tetapPerlu tujah ke atas yang besar

Tujahan kurang daripada tujahan roket

27

1 Sebuah kapal berjisim 800 kg bergerak dengan halaju 50 ms-1 Momemtum kapal itu adalah,

A 4 kg ms-1 B 16 kg ms-1

C 850 kg ms-1 D 40000 kg ms-1

2 Sebiji bola berjisim 0.5 kg dilontarkan secara mengufuk dengan halaju 4 ms-1 menuju ke arah dinding tegak dan kemudian melantun semula dengan halaju 3 ms-1. Magnitud perubahan momemtum bola adalah

A 2.0 Ns B 1.5 NsC 0.5 Ns D 3.5 Ns

3 Seorang lelaki berjisim 60 kg yang berlari dengan tiba-tiba melompat ke atas sebuah troli yang berjisim 30 kg yang bergerak dengan halaju 3 ms-1 dalam arah lelaki itu.Kedua-keduanya akhirnya bergerak dengan halaju7 ms-1 .Halaju lelaki itu berlari adalah

A 3 ms-1 B 5 ms-1 C 7 ms-1 D 9 ms-1

4 Sebutir peluru berjisim 10 g bergerak dengan halaju 200 ms-1 mengena satu sasaran dan terbenam ke dalamnya. Sebaik sahaja peluru itu mengena sasaranya kedua-duanya bergerak bersama-sama dengan halaju 2.0 ms-1 Berapakah jisim sasaran itu?

A 860 g B 990 gC 1000 g D 1020 g

5 Sebuah troli berjisim 2 kg bergerak dengan halaju 2 ms-1

berlanggar dengan sebuah troli berjisim 3 kg bergerak pada arah berlawanan dengan halaju 2 ms-1.Selepas perlanggaran kedua-duanya melekat. Halaju sepunya adalah

A 2 ms-1 pada arah asal troli 2 kgB 2 ms-1 pada arah asal troli 3kgC 0.4 ms-1 pada arah berlawanan troli 2 kgD 0.4 ms-1 pada arah berlawanan troli 3 kg

6 Rajah menunjukkan dua troli yang serupa, P dan Q dengan jisim 1 kg, di atas suatu satah tanpa geseran. Troli P sedang bergerak dengan halaju 5 ms-1 dan troli Q sedang bergerak dengan halaju 10 ms-1 dalam arah yang berlawanan.

Troli P dan troli Q berlanggar dengan satu sama lain dan bergerak bersama-sama dengan halaju sepunya, v. Berapakah magnitud v?

A 2.5 ms-1 B 5.0 ms-1

C 7.5 ms-1 D 15.0 ms-1

7 Rajah menunjukkan troli P dengan jisim 1.1 kg bergerak ke kanan dengan kelajuan 15 m s-1. Troli tersebut berlanggar dengan troli Q berjisim 1.0 kg yang tidak bergerak. Kedua-dua troli tersebut melekat bersama selepas perlanggaran tersebut.

Apakah halaju bersama troli-troli tersebut selepas perlanggaran?

A 4.12 m s-1 B 5.93 m s-1

C 6.14 m s-1 D 7.86 m s-1

8 Rajah menunjukkan dua buah troli dengan jisim 1 kg setiap satu, sebelum dan selepas perlanggaran. Halaju awal troli A dan troli B masing-masing adalah 6 m s-1 dan 4 m s-1. Selepas perlanggaran, kedua-dua troli bergerak bersama-sama

Berapakah halaju kedua-dua troli selepas perlanggaran

A 1.0 m s-1 B 2.0 m s-1

C 5.0 m s-1 D 10.0 m s-1

9 Rajah menunjukkan dua bola bergerak bertentangan arah dan berlanggar. Selepas perlanggaran, kedua-dua melekat.

Antara pernyataan berikut yang manakah benar bagi kedua-dua bola selepas perlanggaran?

A Kedua-duanya bergerak ke kanan dengan halaju

0.33 ms-1

B Kedua-duanya bergerak ke kiri dengan halaju 0.33 ms-1

C Kedua-duanya bergerak ke kanan dengan halaju 2.33 ms-1

28

TUTORIAL 3

D Kedua-duanya bergerak ke kiri dengan halaju 2.33 ms-1

10 Rajah menunjukkan dua buah troli yang berjisim m mempunyai halaju v dan 2v masing-masing.Jika selepas selepas perlanggaran kedua-duanya melekat,

Berapakah halaju sepunya kedua-duanya troli itu?

A B

C v D 2v

11 Rajah menunjukkan dua troli M dan N yang berjisim sama sebelum dan selepas perlanggaran.

Yang manakah benar mengenai u dan v?

A v = u B v > uC v = ½ u D v = 2u

12 Rajah menunjukkan pita detik hasil daripada eksperimen menolak Troli A berjisim 2 kg dke troli B yang pegun dan selepas perlanggaran kedua-duanya melekat

Jisim troli B adalah

A 0.5 kg B 1.0 kgC 1.5 kg D 2.0 kg

13 Rajah menunjukkan bola berjisim 3 kg berlanggar dengan bola berjisim 1kg.

Berdasarkan rajah di atas nilai v adalah

A 2.0 ms-1 B 2.5 ms-1

C 3.0 ms-1 D 3.5 ms-1

14 Rajah menunjukkan bola P dan Q sebelum perlanggaran. .Selepas perlanggaran P melantun dengan halaju 1.6 ms-1

.Halaju dan arah objek Q selepas perlanggaran adalah

A 0.8 ms-1 ke kiri B 0.8 ms-1 ke kananC 2.2 ms-1 ke kiri D 2.2 ms-1ke kanan

15 Suatu jasad M1 berjisim 1 kg yang bergerak dengan halaju 6 ms-1 berlanggar dengan suatu jasad M2 berjisim 2 kg yang bergerak dengan halaju 3 ms-1 mengikut arah yang sama.Setelah perlanggaran itu M2 bergerak dengan halaju 5 ms-1 . Berapakah halaju M1?

A 1.5 ms-1 mengikut arah yang sama dengan arah asal nya

B 1.5 ms-1 mengikut arah yang bertentangan dengan arah asal nya

C 2.0 ms-1 mengikut arah yang sama dengan arah asalnya

D 2.0 ms-1 mengikut arah yang bertentangan dengan arah asalnya

16 Jasad P berjisim 4 kg bergerak dengan halaju 6 ms-1 berlanggar dengan jasad Q berjisim 2 kg bergerak dengan halaju 1 ms-1 pada arah bertentangan.Selepas perlanggaran jasad Q bergerak dengan halaju 5 ms-1 pada arah bertentangan dengan arah asalnya.Halaju P dan arahnya selepas perlanggaran adalah

A 3 ms-1 dalam arah asalnyaB 3 ms-1 dalam arah bertentangan dengan arah asalnyaC 6 ms-1 dalam arah asalnyaD 6 ms-1 dalam arah bertentangan dengan arah asalnya

29

17 Satu jasad berjisim 6 kg yang sedang bergerak dengan halaju 4 ms-1 berlanggar dengan satu troli lain yang berjisim 4kg bergerak dengan 3 ms-1 dalam arah yang sama.Selepas perlanggaran jasad yang berjisim 6 kg bergerak dengan laju 3 ms-1 ,berapakah laju jasad 4 kg dalam ms-1 selepas perlanggaran?

A 3.0 B 3.5C 4.0 D 4.5

17 Rajah menunjukkan dua troli yang sama jisim menuju satu sama lain dengan laju yang sama.

Jika perlanggaran diantara troli-troli itu adalah elastik, apakah yang akan berlaku selepas perlanggaran?

A Troli-troli itu berhentiB Troli-troli itu bergerak bersama-samaC Troli-troli itu bergerak berasingan dalam arah

berbeza18 Rajah menunjukkan pergerakan sebuah belon apabila

udara dikeluarkan.

Pergerakan belon boleh diterangkan dengan

A konsep inertiaB prinsip keabadiaan tenaga C konsep keseimbangan dayaD prinsip keabadiaan momentum

19 Rajah menunjukkan seekor sotong yang melarikan diri dalam keadaan cemas dengan memancutkan cecair hitam ke arah musuhnya.

Antara prinsip yang berikut, yang manakah menerangkan situasi sotong itu

A Prinsip Keabadian Momentum B Prinsip Keseimbangan DayaC Prinsip Keabadian Tenaga

20 Rajah menunjukkan sebuah troli dengan kipas elektrik.

Apakah yang berlaku kepada troli itu apabila kipas elektrik dipasang?

A Kekal pegun B Bergerak ke kiriC Bergerak ke kananD Bergerak ke kanan dan ke kiri

21 Sebutir peluru berjisim 10 g ditembak dari sepucuk senapang berjism 2 kg.Halaju senapang tersentak ke belakang adalah 1.25 ms-1.Berapakah halaju peluru itu?

A 100 ms-1 B 150 ms-1

C 200 ms-1 D 250 ms-1

22 Jisim sebuah meriam dengan sebutir peluru adalah 300 kg.Apabila peluru yang berjisim 10 kg itu ditembak keluar, meriam bergerak ke belakang dengan laju 1.5 ms-1 . Hitungkan laju peluru itu pada ketika tembakan meriam itu berlaku.

A 43.5 ms-1 B 45.0 ms-1 C 50.0 ms-1 D 65.0 ms-1

23 Seorang lelaki berjisim 50 kg berdiri di atas sebuah sampan berjism 25 kg.Apabila lelaki itu melompat keluar dari sampan dengan halaju 4 ms-1,halaju sampan itu bergerak ke belakang adalah

A 2 ms-1 B 4 ms-1

C 6 ms-1 D 8 ms-1

24 Seorang budak perempuan berjisim 30 kg dan seorang budak lelaki berjisim 50 kg tiap-tiap seorang berdiri di atas satu penggelek yang licin yang berada di atas satu permukaan yang licin.Budak perempuan menolak budak lelaki itu menyebabkan laju budak lelaki itu adalah 0.3 ms-1 Berapakah laju budak perempuan itu ke arah yang bertentangan?

A 0.3 ms-1 B 0.5 ms-1 C 1.0 ms-1 D 15.0 ms-1

25 Dua buah troli A dan B berjisim 3 kg dan 2 kg masing-masing bersentuhan antara satu sama lain.Apabila kedua-dua troli diketuk di tengah-tengahnya kedua-dua troli terkena bongkah-bongkah kayu serentak.Berapakah jarak d?

30

A 1.0 m B 2.0 mC 3.0 m D 4.0 m

26 Di antara berikut yang manakah merupakan unit momemtum?

A Ns B kg ms-2

C kg s-2 D kg-1s-2

27 Dalam satu perlanggaran tak kenyal di antara kuantiti-kuantiti berikut yang manakah tidak diabadikan?

A Jumlah jisimB Jumlah tenagaC Jumlah momentumD Jumlah tenaga kinetik

28 Sebuah jasad A berjisim 4 kg bergerak dengan halaju 20 ms-1 berlanggar dengan jasad B berjisim 6 kg yang berada dalam keadaan pegun.Selepas perlanggaran kedua-duanya bergerak dengan halaju sepunya. Pernyataan yang manakah adalah benar?

A Halaju jasad B selepas perlanggaran ialah 10 ms-1

B Jumlah momentum selepas perlanggaran adalah 80 kg ms-1

C Jumlah tenaga kinetik sebelum dan selepas perlanggaran adalah sama.

29 Rajah menunjukkanbdua jasad A dan B masing-masing berjisim 3 kg dan 2 kg bergerak dalam arah bertentangan seperti rajah di atas. Halaju A ke kanan ialah 5 ms-1 dan dianggap positif.Halaju B ke kiri ialah 6 ms-1 . Perlanggaran berlaku antara A dan B

.Di antara pernyataan berikut adalah tidak benar ?

A Jumlah momentum sebelum perlanggaran adalah + 3 kg ms-1

B Jumlah momentum selepas perlanggaran adalah + 3 kg ms-1

C Momentum A sebelum perlanggaran adalah + 15 kg ms-1

D Momentum B sebelum perlanggran adalah + 12 kg ms-1

30 Rajah menunjukkan blok L bergerak mendekati satu blok pegun M di atas suatu permukaan licin. Selepas

pelanggaran kedua-dua blok itu bergerak bersama-sama.

Kuantiti fizik yang manakah yang akan berubah selepas pelanggaran?

A jumlah jisimB jumlah halajuC jumlah momentum

31 Rajah menunjukkan troli A dan B yang mempunyai jisim yang sama,

Perbandingan manakah adalah benar mengenai momentum troli A dan B selepas perlanggaran?

Troli A Troli B

A Bertambah BertambahB Bertambah BerkurangC Berkurang BertambahD Tidak berubah Tidak berubah

32 Rajah menunjukkan dua troli, P dan Q di atas satah tanpa geseran. Troli P bergerak dan melanggar troli Q yang pegun.

Pernyataan yang manakah benar tentang jumlah momentum dan jumlah tenaga kinetic bagi kedua-dua troli selepas perlanggaran?

Jumlah Momentum

Jumlah tenaga kinetik

A Bertambah BerkurangB Berkurang Tidak berubahC Tidak berubah BerkurangD Tidak berubah Tidak berubah

33 Troli A dan troli B bergerak menuju satu sama lain. Pernyataan yang manakah berikut adalah benar?

31

A Perlanggaran kenyal berlakuB Jumlah momentum diabadikanC Jumlah tenaga kinetik diabadikanD Kedua-duanya akan bergerak dengan halaju

berlainan selepas perlanggaran

34 Dalam perlanggaran manakah jumlah tenaga kinetik diabadikan?

35 Prinsip keabadian momentum linear dipatuhi dalam kecuali

A Perlanggaran tak kenyalB Perlanggaran kenyalC LetupanD Pergerakan linear

36 Rajah menunjukkan sebuah roket ketika mula dilancarkan.

Konsep yang manakah digunakan dalam pelancaran roket tersebut?.

A Konsep momentumB Konsep inersiaC Konsep tekananD Konsep tenaga

37 Pernyataan yang manakah berikut adalah benar mengenai enjin sebuah roket?

A Roket bekerja berdasarkan Hukum Gerakan Newton Kedua

B Bahan api yang digunakan adalah paraffin cecairC Roket menyerap udara daripada atmosferaD Jumlah berat roket adalah tetap

38 Perbezaan antara enjin roket dan enjin jet adalah seperti berikut kecuali

Enjin roket Enjin jetA Membawa bekalan

oksigenMenggunakan oksigen daripada atmosfera

B Bahan api yang digunakan adalah hidrogen cecair

Bahan api yang digunakan adalah kerosin

C Boleh terbang di angkasa lepas

Tidak boleh terbang di angaka lepas

D Bergerak pada halaju rendah

Bergerak pada laju tinggi

39 Roket boleh terbang di angkasa lepas manakala jet tidak boleh kerana

A laju roket lebih tinggiB jisim roket lebih ringanC bentuk roket lebih larusD roket membawa bekalan oksigen sendiri

40 Apabila roket yang dilancarkan secara tegak ke atas maka semakin bertambah

A pecutannyaB rintangan udara

32

C kekuatan medan graviti bumiD tujah yang dihasilkan oleh bahan api

41 Rajah 41.1 menunjukkan seekor harimau bintang sedang mengejar seekor rusa. Diberi jisim dan halaju bagi harimau bintang dan rusa itu adalah masing-masing 60 kg , 20 m s-1 dan 70 kg , 15 m s-1.Rajah 41.2 menunjukkan harimau bintang itu berjaya menangkap rusa dan kedua-duanya bergerak dengan halaju yang sama, v m s-1.

Rajah 41.1 Rajah 41.2

(a) Nyatakan prinsip fizik yang terlibat semasa harimau bintang menangkap rusa itu.……………………………………………………

(b) Bandingkan jumlah tenaga kinetic sebelum dan selepas harimau bintang menangkap rusa itu.……………………………………………………...

(c) Hitung halaju sepunya bagi harimau bintang dan rusa.

42 Rajah 42.1 menunjukkan sebiji bola berjisim 1.5 kg dan sebiji bola lain yang berjism 2.5 kg sebelum perlanggaran.Rajah 42.2 menujukkan sitausi kedua-dua bola selepas perlanggaran.

Rajah 42.1 Rajah 42.2

(a) Apakah yang dimaksudkkan dengan momentum.……………………………………………………...

(b) Nyatakan jenis perlanggaran yang terlibat.……………………………………………………...

(c) Kirakan(i) jumlah momentum sebelum perlanggaran.

(i) jumlah momentum selepas perlanggaran.

(d) Hubungkaitkan jawapan anda dalam (c)(i) dan (c)(ii) dan nyatakan prinsip fizik yang terlibat.……………………………………………………...……………………………………………………...……………………………………………………...……………………………………………………...

(e) Apakah dua kuantiti fizik yang abadi dalam perlanngaran ini.……………………………………………………...……………………………………………………...……………………………………………………...……………………………………………………...

43 Rajah 43 menunjukkan seorang budak lelaki melancarkan satu roket botol airdengan menggunakan pam basikal di satu kawasan terbuka.Air dalam botol tersembur keluar dengan halaju tinggi kea rah belakang dan roket botol iut bergerak kehadapan.

Rajah 43.

(a) Nyatakan satu prinsip fizik yang terlibat dalam pergerakan roket botol itu……………………………………………………

(b) Terangkan mengapa roket botol itu bergerak ke hadapan……………………………………………………...……………………………………………………...……………………………………………………...

(c) Jisim botol dan roket itu ialah 0.5 kg . Jisim air tersembur ialah 0.3 kg dan bergerak dengan halaju 2 ms-1. Kirakan halaju roket botol itu

(d) Namakan satu kegunaan prinsip fizik yang dinyatakan di (a) dalam bidang sukan.……………………………………………………

44 Rajah 44 menunjukkan sebutir peluru berjisim 5 g ditembak keluar dari sepucuk pistol dengan satu kelajuan ufuk menuju satu sasaran tergantung .

Rajah 44

(a) (i) Apakah yang terjadi kepada pistol itu

33

ketika tembakan dilepaskan?……………………………………..................

(ii) Terangkan jawapan anda.……………………………………..................……………………………………..................………………………………………………..

.(b) Peluru itu mengena sasaran dan terbenam pada

sasaran yang berjisim 0.495 kg.(i) Jika peluru mengena sasaran dengan

laju 400 ms-1,berapakah momemtum peluru pada ketika itu?

(ii) Hitungkan laju sepunya peluru dan sasaran selepas perlanggaran.

(c) Semasa peluru dan sasaran bergerak bersama-sama ,berapakah tinggi maksimum yang boleh dicapai oleh peluru dan sasaran itu?

45 Rajah 45 menunjukkan roket air yang diperbuat daripada botol air plastik bersaiz 1.5 liter dengan menambahkan air dan tekanan udara untuk pelancaran.

Rajah 45

Objektif utama adalah untuk mengekalkan roket tersebut di udara selama yang mungkin. Dengan menggunakan konsep fizik yang sesuai, cadangkan dan terangkan reka bentuk dari segi- jisim roket- bentuk roket- pendaratan- kestabilan gerakan- tekanan udara di dalam botol

46 Rajah 46.1 menunjukkan seorang budak lelaki berjisim 60 kg berdiri di dalam sebuah bot pegun yang berjisim 50 kg.

Rajah 46.2 menunjukkan bot itu bergerak menjauhi jeti dengan halaju 6 m s-1 apabila budak lelaki itu melompat ke jeti dengan halaju 5 m s-1.

Rajah 46.1

Rajah 46.2(a) (i) Apakah maksud dengan momentum?

(ii) Menggunakan Rajah 46.1 berapakah jumlah budak lelaki dan bot..Menggunakan Rajah 46.2 hitungkan momentum budak lelaki , momentum bot dan juga jumlah momentum budak lelaki dan bot.Seterusnya bandingkan jumlah pada Rajah 46.1 dan Rajah 46.2,Namakan prinsip fizik yang terlibat dalam situasi di atas.

(b) Terangkan, bagaimana rejangan sebuah enjin roket berlaku.

(c) Rajah 46.3 menunjukkan struktur sebuah enjin jet bagi sebuah kapal terbang yang kecil

Rajah 46.3Anda dikehendaki memberi beberapa cadangan untuk membaiki reka bentuk enjin jet itu supaya enjin jet itu boleh digunakan pada sebuah kapal terbang jet yang lebih besar dan bergerak lebih laju.

34

Menggunakan pengetahuan tentang gerakan, daya dan sifat-sifat bahan terangkan cadangan itu yang merangkumi aspek-aspek berikut : - Saiz bilah pemapat- Saiz kebuk pembakaran- Saiz Nozel- Bahan digunakan untuk bilah pemampat dan

bilah turbin- Bilangan pemancut bahan api

Maksud Daya

Daya adalah sesuatu yang dapat mengubah keadaan gerakan suatu jasad

Daya adalah kuantiti vektor.

Unit bagi daya adalah N atau kg m s-2

Daya disukat dengan menggunakan neraca spring.

Kesan-kesan daya

Daya boleh mengubah(i) laju jasad (ii) halaju jasad (iii) arah gerakan jasad (iv) keadaan rehat jasad(iv) bentuk jasad

Hukum-Hukum Gerakan Newton mengenai daya

Hukum 1 : Suatu jasad yang pegun terus pegun dan suatu jasad yang bergerak terus bergerak dengan halaju seragam kecuali jika ada daya luar bertindak kepada jasad itu.

Hukum 2 : Daya yang dikenakan kepada suatu jasad berubah secara langsung kepada kadar perubahan momentum.

Hukum 3 : Jika terdapat tindakan maka terdapat tindakbalas yang sama magnitud tetapi bertentangan arah.

Hubungan ,a , F dan m

Berdasarkan Hukum Gerakan Newton ke-2

Daya kadar perubahan momentum

Tetapi jika daya 1 N bertindak ke atas satu jasad berjisim 1 kg

maka pecutannya adalah 1 ms-2

1 = k (1 ) (1)maka k = 1 Oleh itu

di mana F = daya paduan(daya bersih) m = jisim dan a= pecutan

Contoh 1

Dua daya bertindak kepada suatu jasad berjisim 4 kg. Tentukan pecutan jasad dan nyatakan arah gerakannya.

Penyelesaian

Contoh 2

Suatu jasad berjisim 2 kg apabila ia ditarik di atas meja ufuk dengan daya 5 N , ia bergerak dengan halaju seragam.

35

PELAJARAN 5 – Hubungan F , m dan a

Tentukan(a) Daya geseran terdapat pada permukaan meja(b) Pecutan dihasilkan apabila jasad ditarik dengan daya

17 N

Penyelesaian

Contoh 3

Sebuah troli berjisim 2 kg bergerak dengan halaju

6 ms-1 memasukki permukaan kasar sejauh 2.8 m dan akhirnya berhenti.Tentukan daya geseran yang terdapat pada permukaan kasar itu.

Penyelesaian

Contoh 4

Sebuah kereta berjisim 1000 kg bergerak menentang rintangan udara 900 N. Berapakah tujahan enjin kereta itu untuk menghasilkan pecutan 5.0 ms-2.

Penyelesaian

Eksperimen untuk menyiasat hubungan antara daya dan pecutan.

Hipotesis: Apabila daya bertambah , pecutan bertambah

Tujuan eksperimen : Menyiasat hubungan antara pecutan dan daya

Pembolehubah eksperimen:P.u. manupulatif : DayaP.u. respons : PecutanP.u. dimalarkan : Jisim

Senarai alat radas dan bahan ;Troli jangkamasa detik pota detik , tali kenyal , bongkah kayu ,landasan , bekalan kuasa 12 V a.u.

Susunan radas:

Prosedur eksperimen termasuk mengawal pembolehubah manupulatif dan kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas.Gunakan satu tali kenyal untuk mewakili satu unit daya = FJangkamasa detik dihidupkan dan troli ditarik dengan menggunakan satu tali kenyal dengan panjang yang sama semasa troli menuruni landasan. Pita detik yang diperolehi adalah seperti berikut:-

Berdasarkan pita detik,

tentukan halaju akhir ,

tentukan halaju awal ,

tentukan masa untuk pecutan , t = (11 - 1 ) x 0.02

Kirakan pecutan

Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan mengubah bilangan tali kenyal ( daya) Menjadual data:F a

Menganalisis data: Plotkan graf a lawan F.

Eksperimen untuk menyiasat hubungan antara jisim dan pecutan.

Hipotesis: Apabila jisim bertambah , pecutan berkurang

Tujuan eksperimen : Menyiasat hubungan antara pecutan dan jisim

Pembolehubah eksperimen:P.u. manupulatif : JisimP.u. respons : PecutanP.u. dimalarkan : daya

36

Senarai alat radas dan bahan ;Troli jangkamasa detik pota detik , tali kenyal , bongkah kayu ,landasan , bekalan kuasa 12 V a.u.dan neraca

Susunan radas:

Prosedur eksperimen termasuk mengawal pembolehubah manupulatif dan kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas.Timbang jisim satu troli dengan neraca = mJangkamasa detik dihidupkan dan troli ditarik dengan menggunakan satu tali kenyal dengan panjang yang sama semasa troli menuruni landasan. Pita detik yang diperolehi adalah seperti berikut:-

Berdasarkan pita detik,

tentukan halaju akhir ,

tentukan halaju awal ,

tentukan masa untuk pecutan , t = (11 - 1 ) x 0.02

Kirakan pecutan

Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan mengubah bilangan troli (mengubah jism) Menjadual data:m a

Menganalisis data: Plotkan graf a lawan F.

37

1 Daya tetap yang dikenakan kepada satu jasad mungkin akan dapat melakukan yang berikut kecuali,

A mengubah halaju jasadB mengubah pecutan jasadC mengubah momentum jasad D mengubah arah gerakan jasad

2 Antara berikut yang manakah bukan kesan daya ke atas sebuah kereta mainan yang sedang bergerak?

A The toy car speeds upKereta mainan memecut

B The toy car change directionKereta mainan mengubah arah

C The toy car stoppedKereta mainan berhenti

D The mass of the toy car decreasesJisim kereta mainan berkurangan

3 1 N adalah bersamaan

A 1 kg ms-1 B 1 kg ms-2

C 1 ms kg-1 D 1 kg s m-1

4 Satu jasad berjisim 0.2 kg ditarik dengan daya 8 N di

atas permukaan meja yang licin.Pecutan yang dihasilkan adalah,

A 20 ms-2 B 40 ms-2

C 60 ms-2 D 80 ms-2

5

Satu jasad berjisim 2 kg ditarik dengan daya 15 N dan daya geseran sebanyak 3 N bertindak pada permukaan kasar.Pecutan jasad tersebut adalah

A 2 ms-2 B 5 ms-2

C 6 ms-2 D 8 ms-2

6 Rajah menunjukkan seorang pemain papan luncur Jmengenakan daya ke hadapan sebanyak 95N. Jumlah jisim budak tersebut dengan papan luncurnya adalah 56kg

Pecutan yang terhasil adalah

A 1.69 ms-2

B 1.48 ms-2 C 0.16 ms-2

7 Rajah menunjukkan sebuah kereta berjisim 1 200 kg sedang bergerak dengan pecutan 2.5 m s-2. Daya yang dikenakan oleh enjin kereta itu ialah 3 800 N.

Berapakah daya geseran yang bertindak ke atas kereta itu?

A 9 500 N B 3 800 NC 3 000 N D 800 N

8 Rajah menunjukkan sebuah bongkah kayu mengalami pecutan bila ditarik dengan daya F. Daya geseran sebanyak 10 N bertindak ke atas blok kayu itu.

38

TUTORIAL 5

Daya tarikan ,F adalah

A sama dengan 10 NB lebih besar dari 10 NC lebih kecil dari 10 N

9 Rajah menunjukkan satu daya tetap F dikenakan ke atas kotak.

Daya F yang dikenakan melebihi daya geseran antara kotak dan permukaan. Apakah keadaan pergerakan kotak tersebut?

A Kekal pegunB Bergerak dengan halaju tetapC Bergerak dengan pecutan tetapD Bergerak dengan pecutan bertambah

10 Tiga daya mendatar bertindak ke atas sebuah kereta yang

bergerak di sepanjang jalan yang rata

Kombinasi daya yang manakah akan menghasilkan halaju yang malar pada kereta tersebut?

Rintangan Daya Tujahanudara geseran enjin

A 200 N 1000 N 800 NB 800 N 1000 N 200 NC 800 N 200 N 1000 ND 1000 N 200 N 800 N

11 Rajah (a) menunjukkan 2 blok yang mempunyai jisim yang sama, 8 kg memecut pada 4 m s-2 pada permukaan yang licin.

Hitung pecutan bagi blok di Rajah (b) sekiranya daya yang sama dikenakan..

A 4 m s-2 C 8 m s-2

B 6 m s-2 D 10 m s-2

12 Objek yang manakah bergerak dengan pecutan paling besar?

14 .Rajah menunjukkan tiga daya P, Q dan R bertindak pada tiga objek berlainan dan pecutan yang dihasilkan.

Antara pernyataan berikut, yang manakah menunjukkan daya-daya itu dalam susunan magnitud yang menaik?

A P, Q, R B P, R, Q

C Q, R, P D R, Q, P

15 Dalam situasi manakah blok itu bergerak dengan suatu pecutan?

16 Rajah menunjukkan daya-daya , F1 dan F2 dikenakan kepada satu bongkah kayu yang terletak di atas permukaan meja.Daya geseran antara bongkah katu dan meja adalah 2N.

Antara pasangan daya-daya F1 dan F2 menyebabkan bongkah kayu tersebut mengalami pecutan?

F1 / N F2/ N

39

A 5 7B 3 5C 3 2D 4 1

17 Rajah menunjukkan daya F1 dan F2 dikenakan pada blok kayu diatas meja.

Daya geseran antara blok kayu dan meja ialah 5N.

Manakah pasangan daya F1 dan F2 menyebabkan blok kayu bergerak dengan nyahpecutan?

F1/N F2/N

A 4 9B 9 4C 4 7D 7 14

18 Rajah menunjukkan sebuah troli menuruni landasan.

Bagaimanakah caranya mengurangkan pecutan troli?

A Tambahkan bilangan troli B Gunakan landasan yang licin.C Kurangkan kecerunan landasanD Gunakan landasan yang lebih panjang

19 Sebuah kereta berjisim 1000 kg bergerak dengan halaju

15 ms-1 mencapai halaju 5 ms-1 setelah bergerak selama 5 saat.Berapakah daya yang melambatkan kereta itu?

A 1000 N B 2 000 NC 5 000 N D 10 000 N

20 Sebuah kereta berjisim 2000 kg yang sedang bergerak

dengan halaju 20 ms-1ditekan breknya dengan tiba-tiba,dan kereta itu berhenti selepas melalui jarak 50 m.Berapakah daya yang digunakan untuk memberhentikan kereta?

A 10 000 N B 8 000 NC 6 000 N D 4 000 N

21 Graf -graf yang manakah berikut adalah benar menunjukkan perhubungan pecutan,a , daya,F dan jisim,m?

22 Rajah menunjukkan graf halaju-masa bagi gerakan dua objek M dan N yang ditindakkan oleh daya yang sama

Perbandingan yang manakah berikut afdalah benar mengenai jisim objek M dan N?

A Jisim M = Jisim NB Jisim M < Jisim NC Jisim M > Jisim N

23 Rajah 23.1 menunjukkan pergerakan kotak dari titik P ke titik Q apabila ditarik oleh seorang pekerja. Masa pergerakan dari titik P ke titik Q diukur menggunakan jam randik.

Rajah 23.1

Rajah 23.2 menunjukkan kedudukan jarum jam randik apabila kotak itu masing-masing berada di titik P dan di titik Q.

Rajah 23.2

Rajah 23.3 menunjukkan pergerakan kotak dari titik P ke titik Q apabila ditarik olehdua pekerja. Masa pergerakan dari titik P ke titik Q diukur menggunakan jam randik.

40

Rajah 23.3

Rajah 5.4 menunjukkan kedudukan jarum jam randik apabila kotak itu masing-masingberada di titik P dan di titik Q.

Rajah 23.4

(a) Namakan satu daya yang bertindak ke atas kotak itu.

……………………………………………………... (b) Perhatikan Rajah 23.1 dan Rajah 23.3

Bandingkan daya yang dikenakan oleh pekerja keatas kotak itu.……………………………………………………...

(c) Perhatikan Rajah 23.2 dan Rajah 23.4Bandingkan masa yang diambil untuk menggerakan kotak itu antara titik P dan Q.……………………………………………………...

(d) Berdasarkan jawapan anda di (c), bandingkan pecutan yang dialami oleh kotak itu.……………………………………………………...

(e) (i) Berdasarkan jawapan anda di (b) dan di (d ) ,nyatakan hubungan antara daya dan daya yang dikenakan oleh pekerja dan pecutan kotak itu.………………………………………………..

(ii) Nyatakan hukum yang terlibat.. ……………………………………………….(f) (i) Berdasarkan Rajah 23.3, apakah yang terjadi

kepada pecutan kotak itu apabila kotak yang berjisim lebih besar digunakan ?…………………………………………..........

(ii) Beri satu sebab bagi jawapan anda di ( f ) ( i ). ………………………………………………..

24 Rajah 24.1 menun jukkan sebuah troli ditarik dengan satu daya tetap F .. Rajah 24.2 menunjukkan sebuah troli yang lain diletakkan bersama-sama troli yang pertama dan ditarik dengan daya F yang sama.

Rajah 24.1 Rajah 24.2

Rajah 24.3 menunjukkan graf halaju-masa gerakan troli-troli itu..

Rajah 24.3

(a) Apakah yang dimaksudkan halaju ?……..……………………………………………….

(a) Menggunakan Rajah 24.1 and Diagram 24.2 bandingkan jisim troli - troli tersebut.

………………………………………………………(c) Menggunakan Rajah 24.3 ,

(i) bandingkan kecerunan graf P dan Q..……………………………………………………..(ii) namakan kuantiti fizik yang diwakili oleh

kecerunan graf.. ………………………………………………

(iii) nyatakan unit bagi kecerunan graf itu. ……………………………………………….

(b) Berdasarkan jawapan anda dalam (b) dan (c) , nyatakan hubungan jisim dan kuantiti fizik dalam (c)(ii).……………………………………………………...

(c) Nyatakan dua kaedah bagaimana kecrunan graf itu dapat dipertingkatkan.……………………………………………………..

41

Box

25 Rajah 25.1 menunjukkan satu bongkah kayu A ditarik dengan daya 10 N. Bongkah itu bergerak dengan halaju seragam 2 ms-1.

Rajah 25.1

(a) Berapakah geseran antara bongkah dan dengan landasan itu?

……………………………………………………...(b) Jika bongkah A ditarik dengan permukaan yang

kecil sekali di atas landasan ,nyatakan apakah yang terjadi kepada bacaan neraca spring dan nyatakan sebabnya.………………………………………………….......……………………………………………………...……………………………………………………...……………………………………………………...

(c) (i) Jika daya tarikan kemudian kemudiannya ditambah menjadi 18 N, berapakah pecutan bongkah itu?

(ii) Berapakah halaju bongkah selepas 4 saat?

(d) Rajah 25.2 menunjukkan dua bongkah kayu lagi,B dan C yang serupa dengan bongkah A diletakkan di atasnya.

Rajah 25.2

(i) Berapakah daya geseran bertindak sekarang?

(ii) Berapakah jumlah daya yang diperlukan untuk mengerakkan bongkah-bongkah itu dengan pecutan yang sama dengan c(i) di atas?

26 Seorang budak lelaki menolak beberapa buah kotak di sepanjang satu laluan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 26.1. Budak lelaki itu mendapati kotak-kotak bergerak sangat perlahan. Apabila budak lelaki itu mengeluarkan satu daripada kotak-kotak itu seperti ditunjukkan dalam Rajah 26.2, dia mendapati kotak-kotak itu boleh digerakkan lebih laju, walaupun daya yang sama dikenakan.

Rajah 26.1 Rajah 26.2

Berdasarkan pemerhatian di atas ;(a) Nyatakan satu inferens yang sesuai.(b) Binakan satu hipotesis yang sesuai .(c) Dengan menggunakan radas seperti seperti troli, masa

detik, pita detik, tali kenyal dan lain-lain radas yang sesuai terangkan satu reksperimen untuk hipotesis yang dinyatakan di(b).Dalam huraian anda, nyatakan dengan jelas perkara berikut:

(i) Tujuan eksperimen.(ii) Pembolehubah dalam eksperimen.(iii) Senarai radas dan bahan.(iv) Susunan radas.(v) Prosedur eksperimen yang mesti termasuk satu

kaedah mengawal pembolehubah dimanipulasi kan dan satu kaedah mengukur pemboleh ubah bergerak balas.

(vi) Cara untuk menjadualkan data .(vii) Cara untuk menganalisis data.

42

Takrif impuls dan unit S.I nya:

Impuls ialah perubahan momentum

atau Impuls = perubahan momentum = m ( v - u ) m = jisim v = halaju akhir u = halaju awal

Unit impuls = kg ms -1 atau N sImpuls adalah merupakan kuantiti vektor

Daripada hukumgerakan Newton ke-2,F = m ( v – u ) tFt = m( v – u ) = perubahan momentum

Impuls juga ditakrifkan juga sebagai hasildarab daya impuls,F dengan masa t.

Impuls = FtF = Daya impuls

t = masa perlanggaran

Impuls = Luas di bawah g graf F - t

Contoh 1

Seketul batu berjisim 0.4 kg dijatuhkan dari sebuah bangunan dan halaju sejurus sebelum terkena tanah ialah 6 ms-1 . Berapakah impuls batu itu apabila terkena tanah.

Penyelesaian

Contoh2

Sebuah troli berjisim 1.5 kg bergerak dengan halaju

5 ms-1 . Troli tersebut kemudiannya berlanggar dengan

dinding batu dan terpantul balik dengan halaju 4 ms-1 .Berapakah magnitud impuls troli itu.

Penyelesaian

Contoh 3

Sebuah kotak berjisim 2 kg ditarik dengan satu daya 40 N selama 5 s. Berapakah impuls l of mass 2 kg is pulled with a force of 40 N for 5s. How much is the impuls yang terhasil?

Penyelesaian

43

PELAJARAN 2.6Impuls dan daya Impuls

Takrif daya impuls dan unit S.I:

Daya impuls ialah daya yang bertindak dalam masa yang singkat bertindak ketika berlakunya perlanggaran atau hentaman.

atau : daya impuls = impuls masa tindakan

atau daya impuls = m ( v - u ) t

m = jisim v = halaju akhir u = halaju awal t = masa tindakan @ masa perlanggaran

Unit daya impuls : N atau kg ms -2 or N

Daya Impuls merupakan satu kuamtiti vector.

Impulsive force also defined as the rate of impulse

Daya impuls = Kecerunan graf Impuls - Masa

Contoh 4

Sebiji bola tenis berjisim 0. 1 kg bergerak dengan halaju 40 ms-1.Seorang pemain tenis memukulbola itu dengan raketnyamenyebabkan bola itu bergerak pada arah bertentangan dengan halaju 10 ms -1. Berapakah daya impuls yang dialami oleh bolatenis itu jika masa perlanggaran ialah 0.02 s.

Penyelesaian

Contoh 5

Contoh 7

Seorang budak lelaki berjisim 50 kg melompat dari satu tempat tinggi ke tanah.Halaju sejurus sebelum terkena tanah

ialah 4 ms-1 .Berapakah daya impuls yang dikenakan oleh budak itu kepada tanah jika budak itu melompat dengan(a) membengkokkan kaki dan mengambil masa 0.5 saat

untuk tiba ke tanah(b) meluruskan kaki dan mengambil masa 0.02 saat untuk

tiba ke tanah

Penyelesaian

.

Mengurangkan daya impuls

1. Seorang ahli gimnastik membengkokkan lututnya semasa mendarat supaya perubahan momentum mengambil masa yang panjang supaya daya impuls dikurangkan. Dengan itu kaki ahli gimnastikitu tidak cedera. atau patah semasa mendarat.

2. Dalam permainan bola lisut ,dan bola kriket , penangkap bola sentiasa menarik tangannya ke belakang semasa menangkapbolauntuk menmanjangkan masa perlannggaran dan dengan itu mengurangkan daya impuls.

3. Tilam tebaldengan permukaan yang lembut digunajkan dalam acara lompat tinggi untuk memanjangkan masa pendaratan dan seterusnya mengurangkan daya impuls.

4. Telur , kaca dan alat-alat elektrik dibungkus dengan baha-bahan lembut seperti fragile .bahan ini akan menyerap hentakan dan mengurangkan daya impuls.

44

Kegunaan daya impuls

1. Pemukul dan paku diperbuat daripada logam. Apabila pemukul menghentam paku,masa perlanggaran dikurangkan dan menamnbahkan daya impuls. Oleh itu boleh menembusi sesuatu bahan dengan mudah..

2. dalam bidang pembinaan, pelantak yang berjisim besar dijatuhkan dari tempat tinggi ke atas cerucuk dengan halaju tinggi.Perubahan momentum yang besar dalam masa yang singkat akan menghasilkan daya impuls yang besar untuk memaksa cerucuk masuk ke dalam tanah.

3. Antan dan lesung diperbuat daripada lesung daripada batu keras supaya masa hentaman menjadi singkat dan dengan itu dapat menghancurkan bahan makanan seperti cili dan bawang. chilli and pepper into small pieces by a big impulsive force.

4. Seorang ahli karate dapat memecahkan papan tebal dengan tangan sahaja. Ini dapat dilakukan dengan menghyun tangan dengan halaju yang tinggi supaya masa hentaman menjadi singkat. Perubahan momentum yang besar dalam masa yang singkat akan menghasilkan daya impuls yang besar untuk memecahkan papan tebal.

Rekabentuk keselamatan sebuah kereta.

1. Zon remuk .Dalam suatu perlanggaran, bonet dan boot secuha kereta direkabentuk supaya mudah remuk untuk memanjangkan masa hentaman dan seterusnya mengurangkan daya impuls kepada penunpang.

2. Ruang penumpamg yang kukuhRuang penumpang yang tidak mudah remuk apabila bahagian hadapan dan belakang kereta remuk semasa perlanggaran. Ini menyebabkan penumpang berada rfuang itu akan terselamat semasa perlanggaran.

3. Dashboard, tempat duduk dan penahan kepala(headrest) Dashboard, tempat duduk dan penahan kepala(headrest) dibuat daripada bahan-bahan lembut bagi memanjangkan masa perlanggaran dan seterusnya mengurangkan daya impuls semasa perlanggaran.

4. Stering lembut

Steeing lembut juga digunakan bagi memanjangkan masaperlanggaran dan seterusnya mengurangkan daya impulssemasa perlanggaran.

5. Cermin anti pecah berselerak . Mengelakkan kaca yang pecah berselerak terkena penumpang..

6. Beg udara automatik .Menjadi kusyren kepada kepala dan badan penumpang semasa

perlanggaran.

7. Tali pinggang keledarMenghalang penumpamg daripada terhumban ke hadapan dan melambatkan masa penumpang menghentam dashboard.

8. Rekabentuk tayarTayar yang lebar untuk menambahkan kestabilan dan mengurangkan geseran dan mempunyai bunga dan jaluran logam untuk menghasilkan cengkaman yang kuat.

9. Brek ABS (Antilock brake system)

Mengelakkan putaran tayar berhenti tiba-tiba apabila brek dikenakan supaya kereta tidak terbabas.

45

1 Manakah di antara kuantiti berikut yang mempunyai unit yang sama dengan impuls?

A Daya B MomentumC Tenaga D Kuasa

2 Sebuah troli berjisim 0.4 kg bergerak pada landasan licin yang ufuk dengan halaju 4 ms-1 dan kemudian berlanggar dengan dinding batu menyebabkan terpantul balik dengan halaju 3 ms-1 . Magnitud perubahan momentum troli itu adalah

A 4.0 kg ms-1 B 0.4 kg ms-1 C 1.6 kg ms-1 D 2.8 kg ms-1

3 Sebiji bola berjisim 0.5 kg ditendang dengan daya 10 N. Jika daya dikenakan dalam masa 0.2 s, berapakah magnitud impuls yang dialami oleh bola?A 0.8 N s B 2.0 N sC 10.2 N D 30.0 N s

4 Rajah menunjukkan graf daya-masa yang bertindak pada sebuah kereta

.Impuls yang telah bertindak pada kereta itu adalah,

A 100 Ns B 200 NsC 300 Ns D 500 Ns

5 Rajah menunjukkan satu daya bertindak pada suatu objek.

Impuls yang diberikan kepada objek itu dipengaruhi oleh

X : dayaY : masa hentaman

Z : jisim objek

A X dan Y sahajaB X dan Z sahajaC Y dan Z sahajaD X, Y dan Z

6 Pernyataaan yang manakah berikut adalah benar mengenai impuls dan daya impuls kecuali?

A Impuls adalah kadar perubahan momentumB Impuls mempunyai unit yang sama dengan

momentumC Daya impuls bertambah apabila masa perlanggaran

adalah berkurangan

7 Dua biji telur dilepaskan dari ketinggian yang sama, satu ke atas permukaan keras dan satu lagi ke ataspermukaan lembut. Manakah kuantiti fizikal yang sama dalam kedua-dua situasi?

A ImpulsB Daya impulsC Masa pelanggaran

8 Manakah antara berikut tidak menunjukkan daya impuls digunakan secara bermanafaat

A Memaku sebatang paku ke dalam sekeping papan.B Perlanggaran antara dua buah kenderaan.C Memukul bola menggunakan raket.D Menendang sebiji bola

9 Antara yang berikut yang manakah tidak berkaitan dengan daya impuls?

A Kaki seorang pelompat tinggi tercedera kerana tidak jatuh pada tilam

B Bola hoki dipukul oleh seorang pemain dengan kayu hokiC Seorang pelumba basikal menuruni bukit yang curam D Kepingan kayu dipatahkan oleh seorang ahli karate.

10 Rajah menunjukkan sebiji bola berjisim 0.5kg sedang bergerak dengan kelajuan 4 m s – 1 di sepak oleh pemain bola. Bola itu melantun dengan kelajuan 5 m s – 1. Masa sentuhan bola dengan pemain itu ialah 0.05s.

46

TUTORIAL 6

Berapakah daya impuls yang bertindak ke atas bola?

A 30 B 120 NC 150 N D 270 N

11 Sebiji bola dengan jisim 0.15 k g sedang bergerak pada kelajuan 45 m s -1 bila dipukul dengan kayu pemukul bola lisut. Bola melantun pada kelajuan 55 m s -1 dan masa sentuhan dengan kayu pemukul ialah 0.04 s.

Berapakah daya impuls yang bertindak ke atas bola?

A 37.5 N B 60.0 NC 375.0 N D 540.0 N

12 Sebiji bola berjisim 0.6 kg berada dalam keadaan pegun bergerak setelah dikenakan suatu tendangan yang bertindakbalas selama 0.03 saat dan daya impuls terhasil adalah 200 N . Halaju bola itu adalah

A 5 ms-1 B 10 ms-1

C 20 ms-1 D 40 ms-1

13 Sebiji bola yang pegun berjisim 1 kg ditendang dengan daya 200N menyebabkan bola bergerak dengan halaju 40 ms-1.Kirakan masa tindakbalas bola itu mengenakan daya ke atas kaki penendang tersebut?

A 20 s B 2 sC 0.2 s D 0.002 s

14 Sebuah troli berjisim 2 kg bergerak dengan halaju 3 ms-1 berlanggar dengan sebuah troli yang pegun berjisim 1 kg.Selepas perlanggaran kedua-duanya melekat dan masa perlanggaran ialah 0.005 saat.Berapakah daya impuls yang bertindak ke atas troli 1 kg itu?

A 200 N B 400 NC 600 N D 800 N

15 Rajah menunjukkan graf perubahan momentum lawan masa sentuhan apabila sebiji bola tenis dipukul beberapa kali dengan reket..Berapakah daya impuls yang dialami oleh bola jika masa sentuhan antara bola tenis dan reket adalah 0.04 s?

Berapakah daya impuls yang dialami oleh bola jika masa sentuhan antara bola tenis dan reket adalah 0.04 s?

A 100 N B 250 NC 500 N D 750 N

16 Rajah menunjukkan seorang atlit melakukan lompat tinggi.

Apakah fungsi tilam tersebut ?

A Mengurangkan masa perlanggaran antara atlit dan tilam.

B Mengurangkan perubahan momentum atlit apabila dia jatuh ke tilam

C Mengurangkan daya impuls yang bertindak ke

17 Rajah menunjukkan sebiji bola menghentam muka seorang pemain.

Satu daya yang besar bertindak pada muka pemain itu sebab

A bola itu mengalami perubahan jisim apabilamenghentam muka pemain

B perubahan momentum bola berlaku dalam tempoh masa yang pendek

C perubahan momentum bola berlaku dalam tempoh masa yang panjang

47

D sedikit udara terlepas keluar dari bola itu apabila menghentam muka pemain

18 Pemain sofbol menggerakkan tangannya ke bawah semasa menangkap bola yang laju.

Pergerakan tangan adalah untuk A menambah daya impuls B memanjangkan masa bola berhenti C mengawal bola supaya tidak jatuh

19 Rajah menunjukkan beberapa orang sedang melompat di atas tanah.

Mengapakah mereka membengkokkan kaki apabila mencecah tanah?

A Untuk meningkatkan kerja yang dilakukan B Untuk mengurangkan masa perlanggaran antara

kaki dengan tanah.C Untuk mengurangkan perubahan momentum pada

kaki apabila mencecah tanah.D Untuk mengurangkan daya impuls yang bertindak

pada kaki apabila mencecah tanah.

20 Rekabentuk –rekabentuk keselamatan dalam sebuah kereta adalah berdasarkan daya impuls kecuali

A Penggunaan beg udaraB Penggunaan tali pinggang keledarC Penggunaan bahan mudah remuk bagi membuat bumperD Penggunaan cermin anti-pecah berselerak

21 Antara ciri-ciri keselamatan kenderaan berikut, yang manakah tidak bertujuan untuk melindungi pemandu semasa pelanggaran?

A Ruang penumpang yang tegar

B Galang sisi dalam pintu kenderaanC Penyerap hentakanD Beg udara

22 Rajah menunjukkan keadaan sebuah kereta selepas satu kemalangan.

Fungsi zon remuk kereta itu adalah untuk mengurangkan

A inersiaB momentum C daya impulsD daya graviti

23 Rajah menunjukkan sebuah kereta dilengkapi bamper penyerap hentakan.

Kebaikan menggunakan bamper penyerap hentakan ialah

A untuk memastikan kereta akan menyahpecut semasa kemalangan.

B untuk mengurangkan daya impuls semasa kemalangan.

C untuk memastikan kereta tidak remuk semasa kemalangan.

24 Fungsi tali pinggang keledar dalam sebuah kereta adalah

A mengurangkan masa perlangaranB mengurangkan halaju kereta C mengurangkan daya impuls

A reduce the time of collisionB reduce the impulsive forceC reduce speed during collision

25 Sebuah kereta berjisim 800 kg bergerak dengan halaju 20

ms-1 berlanggar dengan sebuah lori berjisim 1200 kg

bergerak dengan halaju 10 ms-1 .Selepas perlanggaran kedua-duanya melekat dan masa perlanggaran ialah 0.4 saat.

48

(a) Tentukan halaju kedua-duanya selepas perlanggaran

(b) Berapakah daya yang dikenakan oleh lori kepada kereta

(c) Berapakah daya yang dikenakan oleh kereta kepada lori

(d) Bandingkan nilai daripada (b) dan (c) dan nyatakan Hukum yang berkaitan………………………………………………...........

(e) Mengapakah kereta mengalami kerosakkan lebih teruk daripada lori.……………………………………………………...……………………………………………………...……………………………………………………...

26 Rajah 26.1 menunjukkan seorang budak menendang sebuah bola yang keras dan bola itu berhenti di A.Rajah 26.2 menunjukkan budak itu menendang bola yang lembik dengan mengenakan yang sama dan bola itu berhenti di B.

Rajah 26.1

Rajah 26.2

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan daya?……………………………………………………...

(b) Menggunakan Rajah 26.1 dan Rajah 26.2 ,

bandingkan(i) jarak OA dan OB yang dilalui oleh bola itu.

……………………………………………… (ii) masa perlanggaran antara kaki budak dengan

bola.………………………………………………

(c) (i) Namakan daya yang terlibat semasa kaki menendang bola.

. ……………………..………………………...(ii) Berdasarkan jawapan anda dalam (b)(i)

nyatakan hubungan alam (c)(i).....................................................................................................................................................

(iii) Cadangkan satu kaedah untuk menambahkan jarak OB pada Rajah 26.2………………………………………………..………………………………………………..

(d) Terangkan buah tilam yang tebaldan lembut digunakan dlam acara lompat tinggi.…………………………………………..........…………………………………………..........

27 Rajah 27.1 dan 27.2 menunjukkan dua biji tembikai jatuh dari sebuah meja ke atas permukaan A dan permukaan B masing-masing.

Rajah 27.1 Rajah 27.2

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan impuls?……………………………………………………

(b) Menggunakan Rajah 27.1 dan Rajah 27.2,

(i) Bandingkan daya pada tembikai yang menghentam ke atas Permukaan A dan Permukaan B.………………………………………………………………………………………………

(ii) Bandingkan masa hentaman tembikai itu pada Permukaan A dan Permukaan B.………………………………………………………………………………………………

(iii) Nyatakan hubungan antara daya yang dihasilkan dalam suatu perlanggaran dengan masa hentaman.………………………………………………………………………………………………

(c) Tandakan ( ) pada pernyataan yang betul mengenai perubahan momentum pada tembikai dalam dua situasi di atas.

Perubahan momentum pada tembikai dalam Rajah 27.1 adalah lebih besar daripada tembikai dalam Rajah 27.2.

49

Perubahan momentum pada tembikai dalam Rajah 27.2 adalah lebih besar daripada tembikai dalam Rajah 27.1.

Perubahan momentum pada tembikai dalam Rajah 27.1 adalah sama dengan tembikai dalam Rajah 27.2.

(d) Cadangkan satu bahan yang sesuai bagi permukaan B.………………………………………………

(e) Rajah 27.3 menunjukkan satu pelantak yang

digunakan untuk menanam cerucuk ke dalam tanah di satu kawasan pembinaan.

Rajah 27.3

Terangkan bagaimanakah satu daya besar terhasil untuk menanam cerucuk ke dalam tanah. ……………………………………………………..

…………………………………………………….. ………………………………………………..........

28 Rajah 28.1 menunjukkan dua ketul bebola plastisin yang serupa sebelum dilepaskan dari ketinggian yang sama. Rajah 28.2 menunjukkan keadaan plastisin itu apabila menghempap permukaan kayu dan span. Diperhatikan plastisin itu berhenti dengan lebih cepat apabila menghempap permukaan kayu.

Rajah 28.1 Rajah 28.2

(a) (i) Apakah yang dimaksudkan dengan momentum ?

(ii) Perhatikan Rajah 28.1 dan Rajah 28.2 Bandingkan bentuk bebola plastisin , permukaan kayu dan permukaan span sebelum dan apabila plastisin menghempap kedua-dua permukaan itu.

Hubungkaitkan perubahan bentuk apabila bebola plastisin dan kedua-dua permukaan itu untuk membuat satu kesimpulan tentang konsep fizik yang berkaitan.

(b) Terangkan perubahan tenaga yang berlaku semasa plastisin itu dilepaskan sehingga mencapai kedudukan seperti pada Rajah 28.2.

(c) Sebuah satelit kaji bumi jatuh dalam atmosfera bumi pada halaju yang tinggi dan mencapai suhu yang tinggi. Kesan ini adalah disebabkan oleh tarikan graviti dan geseran udara.

Menggunakan konsep fizik yang sesuai, cadang dan terangkan rekabentuk atau kaedah yang sesuai berdasarkan aspek berikut :

- Bentuk roket- Bahan yang digunakan untuk badan roket- Bahan tambahan dan kaedah untuk pendaratan

lembut

.

50

Daya graviti

Sir Isaac Newton menyatakan setiap objek yang berjisim di semesta ini mengalami daya tarikan graviti. Magnitud daya graviti bertambah jika berambahnya jisim objek tetapi berkurang apabila objek itu lebih jauh.Berdasarkan Hukum Newton itu maka semua objek akan ditarik oleh daya graviti menyebabkan mereka jatuh ke permukaan bumi.

Medan graviti

Ialah satu kawasan di mana objek-objek yang berjisim akan mengalami daya graviti. Arah daya graviti bumi sentiasa menghala kea rah pusat bumi,.

Kekuatan medan gravity bumi , g

Kekuatan medan graviti bumi , g ditakrifkan sebagai daya graviti per unit jisim.

Unit Kekuatan medan graviti bumi , g ialah N kg-1

Kekuatan medan graviti bumi , g di permukaan bumi ialah 9.81 N kg-1 atau 10 kg-1

Kekuatan medan graviti bulan , g di permukaan bulan ialah

1.6 N kg-1 atau kali kekuatan graviti bumi.

Pecutan graviti, g

Berdasarkan takrif kekutan medan graviti,

…………………………(1)

Berdasarkan Hukum Gerakan Newton ke-2 F = ma ……………………….(2)

Gantikan F ,a = g = 9.8 ms-2 10 ms-2

Oleh itu semua objek yang jatuh ke permukaan buni mengalami pecutan yang sama , g , 9.8 ms-2 10 ms-2 tanpa mengira jisim dan saiznya.

Jatuh bebas

Jatuh bebas bemaksud jatuh dengan pecutan gravity.

Ini berlaku sekiranya tiada geseran (jatuh dalam vakum)

Graf halaju-masa berikut menunjukkan objek yang mengalami jatuh bebas.

Berdasrkan graf di atas maka jenis gerakan yang berlaku adalah pecutan seragam.Kecerunan graf = 9.8 ms-2 10 ms-2

Daripada persamaan gerakan

Objek mula dilepaskan daripada ketinggian h,maka u = 0 , a = g s = h

Berdasarkan persamaan di atas , apabila suatu objek jatuh bebas , masa kejatuhan ,t (i) Tidak dipengaruhi oleh jisim (ii) Tidakdipengaruhi oleh bentuklintasan( lurus atau

parabola)

51

PELAJARAN 7- Graviti

Jatuh dalam bendalir (rintangan udara atau geseran cecair)

Jika objek jatuh dalam bendalir , graf halaju-masa adalah seperti berikut:-

Pada permulaan gerakan objek mengalami pecutan seragam ,diikuti pecutan berkurangan dan akhirnya pecutan menjadi sifar.

Berat (W) dan jisim(m)

Berat adalah daya graviti.

Jisim adalah kuantiti jirim.

Hubungan jisim dan berat adalah ;

W =berat m = jisim g = pecutan gravity.

Perbezaan Jisim dan Berat :

Jisim BeratKuantiti jirim dalam suatu bahan

Daya graviti

Unitnya Kilogram Unitnya NewtonKuantiti asas dan kuantiti skalar

Kuantiti terbitan dan kuantiti vektor

Tetap pada sebarang tempat

Berubah pada tempat berlainan

Disukat dengan neraca kimia

Disukat dengan neraca spring

Contoh 1

Seorang lelaki menjatuhkan batu daripada sebuah bangunan setinggi 30 m. Berapakah(i) masa yang diambiluntuk batu itu terkena tanah.(ii) halaju batu semasa terkena tanah.A

Penyelesaian

Contoh 2

Sebuah troli bergerak di atas suatu permukaan meja yang mendatar dengan halaju 5 ms-1 . Tinggi meja itu ialah 1.25 m.Hitungkan(a) Masa troli itu jauh ke lantai(b) Jarak , x

Penyelesaian

Contoh 3

Seorang angkasawan membawa balik sektetul batu bulan dan didapati berat batu itu apabila ditimbang di bumi adalah 50 N.

[ Pecutan graviti di bulan = kali pecutan

graviti bumi ]

Hitungkan(a) Jisim batu itu(b) Berat batuitu di permukaan bulan.

Penyelesaian:

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

52

TUTORIAL 7

W = mg

2 Graf halaju-masa bagi suatu jasad yang jatuh bebas di permukaan bumi dan kemudiannya di permukaan bulan adalah,

3 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?

4 Rajah menunjukkan satu kawasan X mengelilingi Bumi di mana suatu jisim yang diletakkan di kawasan tersebut akan mengalami suatu daya.

Kawasan X ialah

A Medan elektrikB Medan magnetC Medan graviti

5 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

6 Sebiji batu dan secebis kapas dilepaskan serentak dalam satu silinder vakum

Pemerhatian yang manakah benar ?

A Kedua – dua objek akan terapungB Kedua – dua objek tiba di dasar dengan serentakC Batu tiba lebih awal di dasar daripada kapas D Kapas tiba lebih awal di dasar daripada batu

7 Gambarfoto menunjukkan satu objek besar jatuh dari menara condong PISA.

53

Kuantiti fizik yang manakah malar ketika objek itu sedang jatuh?

A Pecutan B Momentum C Tenaga kinetikD Tenaga keupayaan graviti

8 Rajah menunjukkan sebiji durian gugur.

Apakah kuantiti fizik yang semakin bertambah semasa buah durian itu gugur?

A JisimB HalajuC Pecutan

9 Rajah menunjukkan satu bungkusan digugurkan daripada sebuah helicopter.

Antara kuantiti berikut, yang mana tidak berubah semasa dijatuhkan?

A Tenaga keupayaan kotak. B Pecutan kotakC Sesaran kotak

D Halaju kotak

10 Rajah menunjukkan dua biji bebola keluli, X danY, yang berlainan jisim dijatuhkan berhampiran dengan permukaan bumi daripada ketinggian yang sama.

Antara graf v - t berikut, yang manakah betul bagi gerakan bebola keluli X dan Y?

11 Rajah menunjukkan gambarfoto stroboskop bagi sebiji bola yang sedang jatuh ke tanah.

Antara pernyataan berikut, yang manakah memerihal gerakan bola itu?

A Ia jatuh dengan laju malar B Ia jatuh dengan pecutan malarC Ia jatuh dengan pecutan yang semakin kurang

54

D Ia jatuh dengan halaju yang semakin kurang

12 Rajah menunjukkan dua bola serupa dilepaskan daripada sebuah bangunan setinggi secara serentak Kedudukan awal bola pertama adalah di puncak bangunan dan bola kedua pada ketinggian separuh daripada bangunan itu.

Kuantiti manakah berikut adalah sama antara kedua-dua bola itu?

A PecutanB Halaju akhirC Masa kejatuhan

13 Antara berikut yang manakah tidak dipengaruhi oleh kekuatan medan gravity bumi?

A SuhuA JisimB BeratC Isipadu

14 Masa kejatuhan satu objek di permukaan bumi ialah t s. Jika objek itu dijatuhkan pada ketinggian yang sama dipermukaan bulan , maka masa kejatuhan

A Sama dengan t sB Kurang daripada t sC Lebih daripada t s

15 Pernyataan yang manakah berikut adalah benar mengenai berat?

A Kuantiti skalarB Disukat dalam KilogramC Dipengrauhi oleh pecutan gravitiD Meruapakan kuantiti jirim dalam satu objek.

16 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 m

17 Rajah menunjukkan seorang penerjun jatuh pada ketinggian 10 m dari permukaan air sebuah kolam

Berapakah masa yang diambil oleh penerjun itu untuk mencecah permukaan air.?A 0.5 s B 0.7 sC 1.0 s D 1.4 s

18 Sebiji bola besi dijatuhkan setinggi 10 m di atas permukaan bulan. Masa yang diambil untuk sampai di permukaan bulan adalah

[ Pecutan graviti di bulan = pecutan graviti bumi]

A 0.6 s B 1.4 sC 1.7 s D 3.5 s

19 Berat kasut angkasawan di bumi adalah 100 N Berat kasut angkasawan itu di planet Mars adalah [ Pecutan graviti di lanet Mars ialah 4 ms-2 ]

A 25 N B 40 NC 100 N D 200 N

20 Rajah menunjukkan sebiji bola dilontarkan dengan

halaju mengufuk 12 ms-1 dari sebuah bangunan setinggi 20 m.

Berapakah jarak mengufuk bola itu jatuh?

A 12 m B 24mC 28 m D 32 m

21 Rajah 21.1 menunjukkan sekeping gambarfoto stroboskop gerakan bagi sebiji epal dan sehelai bulu burong .Kedua-dua dijatuhkan serentak pada ketinggian yang sama dan mengalami jatuh bebas.

55

Rajah 21.1

(a) Apakah yang dimaksukan dengan jatuh bebas? …………………………………………..

(b) (i) Menggunakan Rajah 21.1, nyatakan dua kesamaan tentang jarak antara dua imej berturutan bagi bulu ayam dan buah epal itu.…………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………………………..…………………………………..

(ii) Berdasarkan jawapan anda di b(ii), nyatakan jenis gerakan yang berlaku kepada bulu dan buah epal.…………………………………..…………………………………..

(c) Bandingkan jisim bulu dan epal itu...…………………………………………………………………………………

(d) Berdasarkan jawapan anda di b(ii) dan (c), buat satu kesimpulan untuk menghubungkan jisim dan jenis gerakan bagi objek-objek yang terlibat.……………………………………………………………………………………

(e) Rajah 21.2 menunjukkan graf halaju melawan masa untuk menunjukkan gerakan bulu tersebut apabila bulu dan buah epal itu dijatuhkan serentak dari sebuah siling makmal dalam udara pada ketingian yang sama.

Rajah 21.2

Menggunakan paksi-paksi yang sama pada Rajah 21.2, lakarkan graf untuk menunjukkan gerakan buah epal itu.

22 Rajah 22.1 menunjukkan sehelai bulu burong dan sebuah bolaplasti dijatuhkan serentak pada ketinggian yang sama.

Rajah 22.1

Rajah 22,2 mwnujukkan graf halaju-masa gerakan kedua-dua objek itu.

Rajah 22.2

(a) Namakan dua daya yang bertindak pada bulu burung dan bolaplastik semasa kedua-duanya jatuh.………………………………………………………………………………………………

(b) Gunakan Rajah 22.2 , nyatakan jenis gerakan kedua-dua objek semasa:(i) permulaan gerakan

…………………………………………..(ii) pertengahan gerakan

…………………………………………..(iii) akhir gerakan

…………………………………………..(c) Manakah sampai ke tanah terlebi dahulu?

…………………………………………..(d) Berikan sebab untuk jawaapan (c)

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

56

(d) Kedua-dua objek kemudiannya dijatuhkan serentak pada ketinggian yang sama dalam vakum.Bandingkan jenis gerakan untukkedua-dua objek itu.

……………………………………………….. …………………………………………………

23 Rajah 23 menunjukkan seketul batu mengalami jatuh bebas aoabiladijatuhkan dari sebuah belon udara panas yang pegun pada ketinggian 20 m dari permukaan tanah,

Diagram 54

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan jatuh bebas?

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

(b) Hitungkan masa yang diambil untuk batu itu terkena tanah.

(c) Hitungkan halaju batu sejurus terkena tanah.

24 Rajah 24 menunjukkan sebiji bola berjisim 0.2 kg bergerak dengan halaju seragam 5 ms-1 di atas permukaan meja licin. Panjang AB adalah 3 m dan tinggi meja dari lantai adalah 5m.

Rajah 24

(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 0.1 kg..Apakah terjadi kepada

(i) masa kejatuhan………………………………………

(ii) jarak mengufuk di atas lantai………………………………………………………………………………

57

(a) Nama-nama daya

Contoh 1

Namakan daya-daya yang bertindak pada objek sekiranya objek tersebut dalam keadaan pegun :

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Contoh 2

Namakan daya-daya yang bertindak pada kereta yang sedang bergerak pada jalan yang rata dengan halaju seragam.

Contoh 3

Namakan daya-daya yang bertindak pada kapal terbang yang berada pada ketinggian tetap dengan halaju seragam.

58

PELAJARAN 8- Nama-Nama Daya , Prinsip Keseimbangan , Paduan Daya dan Leraian Daya

(b) Keseimbangan daya

(i) Prinsip keseimbangan daya

Prinsip keseimbangan daya menyataakan satu objek dalam keadaan keseimbangan apabila daya bersih (daya paduan) adalah sifar. (F= 0)

Kesan terhadap gerakan kepada objek yang berada dalam keadaan keseimbangan adalah objek mungkin pegun atau bergerak dengan halaju seragam.

(ii) Prinsip daya tidak seimbang (daya paduan)

Prinsip keseimbangan daya menyataakan satu objek dalam keadaan daya tidak seimbang apabila daya bersih (daya paduan) adalah tidak sifar. (F 0)

Kesan terhadap gerakan kepada objek yang berada dalam keadaan daya tidak seimbang adalah objek mungkin mengalami pecutan atau nyah-pecutan

Contoh 4

Rajah menunjukkan satu bongkah kayu di atas permukaan meja. Bongkah kayu itu berada dalam keadaan pegun.

Hitungkan (a) berat bongkah kayu(b) tindak balas normal.

Penyelesaian

Contoh 5

Rajah menunjukkan seorang penunggang basikal yang berjisim 60 kg mengayuh basikal yang berjisim 25 kg.

Hitungkan pecutan basikal itu.

Penyelesaian

(iii) Keseimbangan untuk tiga daya yang tidak selari.

Keseimbangan tiga daya berlaku sekiranya apabila suatu segitiga daya tertutup dan sehala didapati.

P + Q + R = 0Contoh 6

Nyatakan sama ada keseimbangan daya F1 , F2 dan F berlaku atau tidak pada rajah-rajah berikut:

Penyelesaian:

59

Contoh 7

Jika sistem daya pada rajah-rajah berikut adalah berada dalam keadaan keseimbangan Namakan dan kabelkan daya-daya yang bertindak dan seterusnya lukiskan segitiga daya pada sistem-sistem berikut:

(a)

(b)

(c)

(d)

Penyelesaian

60

Contoh 8

Rajah menunjukkan satu bekas yang mengandungi simen berjisim 25 kg diikat dengan seutas tali menghasilkan tegangan J dan ditarik pula oleh seorang pekerja dengan daya K supaya bekas itu berada dalam keadaan keseimbangan.

(a) Lukiskan rajah segitiga daya yang terlibat.(b) Hitungkan nilai

(i) J(ii) K

Penyelesaian

(c) Paduan Daya

Dua atau lebih daya yang bertindak bersama pada satu titik boleh digabungkan menjadi satu daya tunggal dan dinamakan sebagai paduan daya paduan (daya bersih).Terdapat dua kaedah menentukan daya paduan yang bagi daya-daya tidak selari.

(i) Kaedah segiempat selariDalam kaedah ini ekor dengan ekor hendaklah disambungkan.Daya paduan ialah pepenjuru segiempat selari yang dibina.

(ii) Kaedah segitiga vektor:Dalam kaedah ini kepala dengan ekor hendaklah disambungkan.Daya paduan ialah sisi ketiga segitiga yang dibina.

61

Contoh 9Cari daya paduan bagi yang berikut:-

(a)

(b)

Penyelesaian:

Contoh 10Rajah menujukkan dua daya bertindak pada sebuah troli.

Tentukan magnitud daya paduan yang bertindak pada troli tersebut.

Penyelesaian

Contoh 11

Rajah menunjukkan dua daya bertindak ke atas sebuah bot.

Tentukan magnitud daya paduan yang bertindak pada bot tersebut.

Penyelesaian

62

Leraian daya

Daya boleh dileraikan kepada dua komponen yang berserenjang antara satu sama lain iaitu(i) komponen mengufuk(ii) komponen menegak.

(i) Leraian untuk daya, F yang condong:

Nota: (1) adalah sudut dikira antara F

dan paksi-x sukuan yang berkenaan(2) Tandaan (+) atau (-) bagi Fx dan Fy

mengikut kedudukan sukuan F terletak.

(ii) Leraian berat,W yang berada pada satah condong.

Contoh 12

Cari leraian vektor bagi komponen-x dan komponen-y bagi vektor yang berikut:(a)

(b)

Penyelesaian:

Contoh 13Rajah menunjukkan sebuah blok kayu berjisim 40 g berada di atas landasan condong.

63

Berapakah komponen berat blok kayu yang selari dengan satah condong.

Penyelesaian

1 Apabiala suatu objek bearada dalam keseimbangan daya, objek tersebut akan

A kekal pegunB bergerak dengan halaju seragamC kekal pegun atau bergerak dengan halaju seragam

2 Antara berikut, fenomena manakah mengalami daya-daya dalam keseimbangan?

A Sebuah roket memecut ke atasB Sebiji buah durian jatuh dari pokokC Sebuah kapal terapung pegun di lautD Sebuah kereta menuruni bukit dengan

halaju bertambah

3 Rajah menunjukkan seorang akrobat berjalan di atas tali dawai pada satu ketinggian daripada tanah.

4 Keupayaan acrobat untuk berbuat demikian dapat diterangkan oleh

A konsep inertia.B konsep keabadian tenaga C konsep keseimbangan daya.D konsep keseimbangan momentum.

5 Rajah menunjukkan seorang budak duduk di atas sebuah kerusi. Berat budak itu, W bertindak tegak ke bawah.

Namakan daya R yang mengimbangi berat W.

A Daya angkat B Daya geseranC Rintangan udaraD Tindk balas normal

6 Rajah menunjukkan Pasukan A dan pasukan B sedang menarik tali pada arah yang bertentangan. dengan daya 600 N dan 450 N masing-masing.

Daya yang manakah mempunyai kesan yang sama dengan dua daya yang ditunjukkan?

A 150 N bertindak pada arah pasukan AB 150 N bertindak pada arah pasukan BC 350N bertindak pada arah pasukan AD 350 N bertindak pada arah pasukan B

7 Rajah menunjukkan daya-daya mendatar yang bertindak ke atas motosikal yang sedang memecut.

Antara pernyataan berikut, yang manakah benar?

A Daya paduan sama dengan sifarB Daya paduan tidak sama dengan sifarC Tujahan enjin kurang daripada daya geseran.D Tujahan enjin sama kurang daripada rintangan udara

64

TUTORIAL 8

8 Rajah menunjukkan sebiji bola jatuh dengan halaju malar.

Antara berikut yang mankah benar?

A W < U + RB W > U + RC W = U + R

9 Rajah menunjukkan sebuah kereta sedangbergerak dengan halaju seragam.

Hubungan daya yang manakah benar?

A FT > FD

B FT < FD

C FT = FD

10 Rajah menunjukkan sebuah kapal terbang sedang

terbang pada altitud yang tetap dengan halaju yang bertambah

.

Antara pernyataan berikut, yang manakah betul?

A Berat > Daya angkatB Berat = Daya angkatC Tujahan enjin> SeretanD Tujahan enjin= Seretan

11 Rajah menunjukkan tiga daya P, Q dan R yang bertindak ke atas satu objek O. Objek tersebut berada dalam keadaan keseimbangan.

Rajah vektor yang manakah menunjukkan segitiga daya yang betul?

12 Rajah manakah menunjukkan tiga daya dalam keseimbangan?

13 Rajah menunjukkan tiga daya iaitu F1, F2 dan F3 bertindak pada satu titik.

65

Rajah manakah antara berikut menunjukkan keseimbangan daya ?

14 Rajah menunjukkan dua orang mengangkat

sebuah baldi berisi air dengan daya F1 dan F2 masing-masing.

Antara gambarajah berikut, yang manakah mewakili keadaan keseimbangan daya yang bertindak?

15 Rajah menunjukkan sebuah bongkah kayu yang beratnya W ditarik oleh satu daya, F dan tegangan, T.

Antara rajah berikut yang manakah menunjukkan ketiga-tiga daya W , F dan T berada dalam keadaan keseimbangan?

66

16 Rajah menunjukkan sebuah pemberat, W tergantung oleh dua tali.

Gambar rajah vektor yang manakah mewakili tindakan daya T1, T2 dan W pada pemberat itu.?

17 Rajah menunjukkan dua daya P dan Q bertindak ke atas objek YSatu daya F dikenakan untuk menahan objekY untukberada dalam keseimbangan daya

.Manakah di antara segitiga-segitig daya berikut menunjukkan hubungan yang betul di antara daya-daya P, Q dan F?

18 Rajah menunjukkan objek digantung menggunakan dua tali. Ketegangan kedua-dua tali ialah 5 N.

Jika salah satu tali telah dipotong, berapaketegangan tali yang satu lagi?

A 4.33 NB 5.00 NC 7.50 ND 8.66 N

19 Rajah menunjukkan daya-daya 10 N, P dan Q yang bertindak ke atas satu jasad yang berada dalam keadaan keseimbangan

.Magnitud daya P adalah,

A 5.0 N B 6.4 NC 8.7 N D 10.0 N

20 Rajah menunjukkan seekor monyet bergayut antara dua tali yang setiap satunya mempunyai tegangan

67

150 N

Jika monyet itu berada dalam keadaan keseimbanganberapakah jisim monyet itu?A 5 kg B 10 kgC 15 kg D 20 kg

21 Rajah menunjukkan tiga keping gambar yang digantungkan dengan tiga cara yang berbeza .

Perbandingan yang manakah berikut adalah benar mengenai tegangan setiap tali dalam susunan P, Q dan R?

A Tegangan P > Tegangan Q > Tegangan RB Tegangan P = Tegangan Q = Tegangan RC Tegangan P < Tegangan Q < Tegangan R

22 Rajah menunjukkan 4 tali serupa digunakan untuk menggantung sebuah lampu .

Manakah yang berikut mempunyai ketegangan yang paling besar?

A T1

B T2

C T3

D T 4

23 Rajah menunjukkan seorang pekerja cuba untuk mengekalkan suatu bekas supaya berada dalam keadaan

tidak bergerak dengan mengenakan daya F . Diberi jisim bekas itu ialah 12 kg

Cari nilai tegangan tali T?

A 60.0 N B 84.9 NC 80.0 N D 138.6 N

24 Antara berikut yang manakah menghasilkan daya paduan terbesar?

25 Rajah menunjukkan dua daya OP dan OR dipadukan menjadi satu daya tunggal.

Antara berikut yang manakah menunjukkan daya paduan tersebut?

A OPB OQC ORD PR

26 Rajah yang manakah menunjukkan dengan betul hasil tambah daya 6 N dengan daya 8 N?

68

27 Rajah menunjukkan uua daya 2 N dan 5 N bertindak pada satu titik seperti pada rajah.

Antara rajah berikut yang manakah daya paduan F bagi kedua-dua daya tersebut?

28 Rajah menunjukkan daya 9N dan 12 N bertindak berserenjang antara satu sama lain.

Antara gambar rajah berikut yang manakah merupakan daya paduan?

29 Rajah menunjukkan dua daya yang bertindak secara serenjang antara satu sama lain.

Berapakah sudut di antara daya paduan dengan daya 9N?

A 36.9B 45.0C 48.6D 53.1

30 Rajah menunjukkan dua daya 4.0 N dan 5.0 N bertindak pada satu jasad kecil. Sudut di antara daya ialah 45o

Tentukan magnitud daya paduan ke atas jasad .

A 6.3 NB 7.6 NC 8.3 ND 9.1 N

31 Rajah menunjukkan dua kabel PQ dan QR yang masing-masing mempunyai ketegangan 1000 N membuat sudut

60o dengan permukaan tanah PR

69

Berapakah magnitud dayayang dikenakan oleh tiang itu kepada tanah.A 217 N B 433 N D

866 N D 1732 N

32 Tiga daya mempunyai magnitud yang sama F.antara rajah berikut paduan daya yang manakah paling besar?

33 Rajah menunjukkan daya-daya 3N,8N,8N dan 20 N bertindak pada titik O yang berserenjang antara satu sama lain.

Berapakah magnitud dayapaduan yang bertindak pada titik O ?

A 5 N B 8 N C 10 N D 13 N

34 Rajah menunjukkan seorang lelaki menolak sebuah

mesin rumput dengan daya 500 N yang bersudut 60o dengan garis ufuk.

Berapakah daya meyebabkan mesin rumput itu bergerk ke hadapan?.

A 50 N B 125 N C 250 D 500 N

35 Rajah menunjukkan seorang pelajar menarik sebuah troli dengan menggunakan rantai besi pada sudut 60° dengan ufuk.

Jika daya mengufuk ialah 2000 N, berapakah tegangan rantai besi ?

A 1 000 N B 2 000 NC 2 500 N D 4 000 N.

36 Rajah menunjukkan seorang lelaki sedang menolak sebuah kotak

Apakah daya paduan yang bertindak ke atas kotak itu?

70

A 34.3 N B 38.3 NC 48 N D 50 N

37 Rajah menunjukkan seorang budak menarik sebuah kotak.

Hitungkan pecutan kotak itu?

A 2.50 m s – 2 B 3.75 m s - 2

C 5.00 m s – 2 D 8.75 m s – 2

38 Rajah menujukkan seorang pekerja menolak sebuah blok kayu berjisim 20 kg dengan daya 15 N.

Magnitud daya yang bertindak secara normal dengan lantai adalah

A 12. 5 N B 9.5 NC 7.5 N D 4.5 N

39 Rajah menunjukkan satu bongkah kayu yang berada di

atas satu landasan yang condong 30o dari ufuk.

Brapakah nilai F ?

A 50 N B 25 NC 20 N D 10 N

40 Rajah menunjukkan satu kotak yang beratnya 10 N di atas landasan condong. Daya-daya yang bertindak keatasnya dalam keseimbangan.

Nilai F2 adalah

A 10 NB (10 sin 300) NC (10 cos 300) ND (10 sin 300 – F3) N

41 Rajah menunjukkan satu objek dalam keadaan pegun di atas permukaan condong yang kasar.

Hubungan yang manakah betul?

A R = W cos B R = W sin C F = W cos D F = W tan

42 Rajah menunjukkan sebuah kereta mainan berjisim 0.8 kg dilepaskan dari satu satah condong yang licin.Sudut kecondongan satah itu ialah 50o.

Berapakah pecutan kereta mainan itu?

A 5.14 ms-2 B 6.13 ms-2

C 6.42 ms-2 D 7.66 ms-2

43 Rajah 43.1 menunjukkan kedudukan tali yang tidak bergerak walau pun ditarik oleh peserta-peserta dua pasukan selepas beberapa ketika pertandingan dimulakan. Daya-daya yang bertindak pada tali ialah F1 dan F2.

Rajah 43.2 menunjukkan seorang lelaki sedang memandu sebuah kereta dengan halaju 20 m s-1 selama beberapa ketika. Daya-daya mengufuk yang bertindak pada kereta itu ialah F3 dan F4.

71

Rajah 43.1

Rajah 43.2

Berdasarkan Rajah 43.1 dan Rajah 43.2 (a) Namakan daya

(i) F1

………………………………...(ii) F4

………………………………...(b) Bandingkan magnitud dan arah

(i) antara F1 dan F2

magnitud………………………arah …………………………...

(ii) antara F3 dan F4

magnitud………………………arah …………………………...

(c) Berapakah daya paduan (i) antara F1 dan F2

…………………………………………………...

(ii) antara F3 dan F4

…………………………………………………...

(d) Menggunakan jawapan anda pada(c) ,hubungkaitkan dengan maklumat gerakan yang terdapat pada Rajah 43.1 dan Rajah 43.2 untuk membina satu konsep fizik. Seterusnya namakan konsep tersebut.………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

(e) (i) Apakah yang terjadi kepada gerakan kereta apabila F3 menjadi

8 000 N? …………………………………

(ii) Berikan satu sebab bagi jawapan anda di (e)(i).………………………………………………………………………………………………………

44 Rajah 44 menunjukkan seorang budak sedang menunggang basikal dengan halaju malar di atas jalan rata. Jumlah daya bertindak ke bawah terhadap budak dan basikal ialah 650 N. Daya normal pada tayar hadapn ialah 300 N manakala tujahan ke hadapan yang dihasilkan oleh budak ialah 200 N.

Rajah 44

(a) Hitungkan tindak balas normal, P , pada tayar belakang.

(b) Mengapakah jumlah rintangan , Q, mesti sama dengan dengan 200 N ketika itu?

…………………………………………(c) Apakah yang akan berlaku jika

tujahan ke hadapan ditambah secara sekata?……………………………………………

(d) Mengapakah pelajar terpelanting ke hadapan basikal apabila basikal yang ditunggangnya terlanggar satu halangan ?

…………………………………………….(e) Terangkan mengapa pelajar itu akan mengalami kecederaan yang lebih teruk jika

beliau terjatuh di atas jalan raya yang keras berbanding di atas tanah yang lembut?

…………………………………………………………………………………………

45 Rajah 45.1 menunjukkan sebuah ladung berjisim 0.6 kg digantung kepada siling

Rajah 45.1

(a) Pada rajah 45.1 tandakan arah dan labelkan daya-daya yang bertindak kepada benang dan ladung .

72

(b) Benang itu di tarik ke satu sisi dengan daya F supaya benang itu membuat sudut 300 dengan garis tegak seperti dalam Rajah 45.2.

(i) Pada ruang di bawah, lukis rajah segitiga daya untuk menunjukkan tiga daya P,Q dan F dalam keseimbangan.

(ii) Hitung daya F46 Rajah 46.1 menunjukkan sebuah cermin yang

panjangnya 40.0 cm dan beratnta 20.0 N digantung oleh dua satu tali PQR yang panjangn ya 100 cm .

Rajah 46.1

(a) (i) Apakah yang dimaksudkan dengan daya paduan?………………………………………

(ii) Nyatakan syarat untuk keseimbangan daya berlaku. ………………………………………

(b) Berdasarkan Rajah 46.1, tentukan(i) sudut θ.

(ii) tegangan tali jika apabila cermin berada dalam keadaan keseimbangan.

(c) Rajah 46.2, 46.3 dan 46.4 menujukkan tiga kaedah bagaimana cermin itu digantung.

Rajah 46.2 Rajah 46.3 Diagram 46.4

(i) Pada rajah manakah tegangan tali adalah palingmaksimum. :……………………………..minimum :……………………………..

(ii) Berikan sebab untuk jawapan anda di (c) (i).

…………………………………………………………………………………………

(iii) Rajah yang manakah paling sesuai untuk mengantung cermin yang berat?……………………………………………

47 Rajah 47.1 dan Rajah 47.2 menujukkan seorang peserta angkat berat membuat cubaan mengangakat beban dalam jangka masa yang panjang.

.

73

Rajah 47.1 Rajah 47.2

(a) Apakah yang d ?imaksudkan dengan keseimbangan daya?……………………………………………

(b) Berapakah berat beban itu?

(c) Berdasarkan Rajah 47.1 , pada ruangan di bawah lukiskan rajah segitiga daya dan seterusnya menggunakan rajah tersebut tentukan nilai T1

(d) Hitungkan tegangan T2 pada Rajah 47.2.

(e) Berdasarkan jawapan anda pada (c) dan (d), kaedah manakkah paling sesuai untuk mengangkat beban untuk jangka masa yang lebih lama. Berikan sebab untuk jawapan anda......................................................................

....................................................................(f) Apabila pemberat itu dilepaskan , berapakah halaju

pemberat itu sejurussebelum terkena lantai.

48 Rajah 48 menujukkan seorang ibu menolak anaknya yang berjisin 12 kg berada di atas sebuah kereta tolak dengan satu daya 20 N.Jisim kereta tolak itu adalah 4 N

Rajah 48

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan daya?…………………………………………….

(b) Berdasrkan Rajah 48,

(i) Tandakan () arah daya yang menyebabkan kereta tolak itu bergerak ke hadapan .

Arah daya

(ii) Hitungkan nilai daya pada b(i).

(c) Lengkapkan ayat berikut dengan mengariskan perktaaan yang betul.

Apabilakereta sorong itu bergerak di atas permukaan kasar daya bersih yang bertindak pada kereta tolak itu adalah (bertambah .berkurang ,tidak berubah )

(d) Hitungkan pecutan kereta tolak itu semasa bergerak pada p[ermukaan licin.

49 Rajah 49.1 menunjukkan seorang pelajar menolak sebuah troli yang berjisim 50kg di atas pasir di sebuah pantai. Daya tolakan yang dikenakan ialah 80 N..

Rajah 49.1

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan jisim?…………………………………………….

(b) Hitungkan komponen daya menngufuk dan menegak bagi daya 80 N itu.

komponen mengufuk:

komponen mendatar:

(c) Pada Rajah 49.1 ,(i) tandakan dua daya menegak

bertindak pada troli itu.(ii) hitungkan daya paduan menegak

pada (c)(i).

74

(d) Pelajar itu kemudiannya menarik troli dengan daya 80 N juga seperti ditunjukkan pada Rajah 49.2.

Rajah 49.2

Hitungkan daya paduan menegak yang bertindak pada troli itu.

(e) Berdasrakan jawapan anda dalam (c) dan (d) kaedah manakah lebih mudah untuk menolak troli pada permukaan pasir. Berikan sebab bagi jawapaan anda. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

50 Rajah 50 menunjukkan sebuah kotak yang beratnya 150 N berada di atas satu permukaan condong.Sudut kecondongan ialah 30o dan daya geseran bertindak pada permukaan condong ialah 75 N.

Rajah 50

(a) Hitungkan daya paduan yang selari dengan permukaan condong.

(b) Berdasarkan jawapan anda dalam (a) terangkan keadaan gerakan kotak itu dan berikan sebabnya.…………………………………………….…………………………………………….…………………………………………….…………………………………………….

51 Rajah 51 menujukkan sebuah lampu isyarat digantung dengan dua kabel.

Rajah 51

Sebagai seorang jurutera anda dikehendakki mengkaji kesesuaian kabel , kaedah gantungan dan lampu isyarat yang digunakan. Jadual 51 menunjukkan spesifikasi kabel dan lampu isyarat yang dikeluarkan oleh empat syarikat P,Q,R dan S.

.Jadual 51

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan berat?

(b) Tegangan setiap kabel adalah T , berat lampu isyarat ialah W .Berdasarkan Rajah 51(i) Lukis rajah segitiga daya bagi daya-daya yang

bertindak. , (ii) Tulis satu persamaan yang

menghubungkan T , W dan x

(c) Berdasarkan spesifikasi pada Jadual 51 terangkan kesesuaian ciri yang dinyatakan , dan seterusnya tentukan syarikat manakah paling sesuai untuk menjalankan kerja-kerja memasang lampu isyarat tersebut.

52 Rajah 52.1 menunjukkan sebuah beg simen menruni satu landasan condong dengan sudut kecondongan 25o dari garis mendatar.Rajah 52.2 menujukkan beg simen itu pegun apabila sudut kecondongan 15o dari garis mendatar.

75

Rajah 52.1

Rajah 52.2

Daya geseran yang bertindak s permukaan condong ialah 350 N.ialah dan berat beg simen itu ialah 90.6 N.

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan berat?

(b) (i) Menggunakan Rajah 52.1 dan Rajah 52.2 bandingkan sudut kecondongan dan berat beg simen yang selari dengan permukaan condong.Hubungkaitkan sudut kecondongan dan berat beg simen yang selari dengan permukaan condong bagi membuat kesimpulan satu konsep fizik.

(ii) Nama konsepfizik yang terlibat dalam b(i).

(c) Terangkan mengapakah (i) beg simen dalam Rajah 52.1 mengelonsor ke

bawah

(ii) beg simen dalam Rajah 52.2 dalam keadaan pegun.

(d) Berdasrkan konsepfizik yang sesuai anda dikehendakki merekabentuk satu landasan yang sesuai untuk menggerakkan ke atas satu objek yang berat menaiiki landasan.

Jawapan anda mestilah berd srkan aspek-aspek berikut:- Sudut kecondongan- Keadaan permukaan landasan

condong- Bahan digunakan untuk landasan- Peralatan tambahan untuk

menambahkan daya untuk menggerakan objek.

- Peralatan tambahan digunakan untuk mengurangkan geseran.

76

PELAJARAN 9 - Masalah Kontektual tentang Daya Paduan melibatkan rumusF = ma dan W = mg

Contoh 1

Satu jasad berjisim 2 kg diletak di atas meja.Berapakah(i) berat jasad(ii) tindak balas yang dikenakan oleh lantai kepada jasad

Penyelesaian

Contoh 2

Satu beban 4 kg ditarik dengan daya P melalui sebuah takal licin.

Tentukan nilai daya P supaya(a) Beban bergerak dengan halaju seragam

(b) Beban bergerak dengan pecutan 2 ms-2.

Penyelesaian

Contoh 3

Jika kedua-dua pemberat dilepaskan,berapakah(a) tegangan tali(b) pecutan sistem pemberat itu?

Penyelesaian

Contoh 4

Sebuah troli berjisim 2 kg berada di atas sebuah meja ufuk ditarik oleh pemberat 3 kg melalui sebuah takal licin.

Berapakah pecutan dan tegangan tali jika(a) permukaan meja licin(b) permukaan meja kasar dan terdapat geseran sebanyak 4 N.

Penyelesaian

LifSituasi Rumus Kesimpulan

77

Pegun

Bergerak ke atas dengan halaju seragam

Bergerak ke atas dengan pecuttan seragam

Bergerak ke atas dengan nyah-pecuttan seragam

Bergerak ke bawah dengan halaju seragam

Bergerak ke bawah dengan pecuttan seragam

Bergerak ke bawah dengan nyah-pecuttan seragam

Kabel putus talinya dan mengalami jatuh bebas

Contoh 5

Seorang lelaki berjisim 50 kg berada di atas penimbang yang berada dalam sebuah lif.Berapakah bacaan penimbang jika(a) lif pegun(b) lif bergerak ke atas dengan halaju seragam

40 m s-1

(c) lif bergerak ke atas dengan pecutan 4 ms-2

(d) lif bergerak ke atas dengan nyah-pecutan 3ms-2

(e) lif bergerak ke bawah dengan halaju seragam 30 m s-1

(f) lif bergerak ke bawah dengan pecutan 5 ms-2

(g) lif bergerak ke bawah dengan nyah-pecutan

4 ms-2

(h) lif putus talinya

Penyelesaian:

1 Rajah menunjukkan satu takal licin yang digunakan untuk mengangkat beban.

78

TUTORIAL 9

Berapakah nilai daya P yang diperlukan untuk mengangkat beban supaya beban itu bergerak dengan halaju seragam?

A 20 N B 40 NC 60 N D 80 N

2 Rajah menunjukkan objek berjisim 2kg diangkat dengan daya 30 N.

Hitung pecutan objek itu.

A 2 m s-2 B 5 m s-2

C 6 m s-2 D 10 m s-2

3 Rajah menunjukkan satu sistem takal yang menggantung pemberat 2 kg dan 3 kg.

Apabila kedua-dua pemberat itu dilepaskan berapakah tegangan tali?

A 6 N B 12 NC 18 N D 24 N

4 Rajah menunjukkan satu sistem takal yang menggantung pemberat 1 kg dan 3 kg.

Berapakah pecutan yang dihasilkan oleh pemberat-pemberat itu apabila ia dilepaskan?

A 2.5 ms-2 B 5 ms-2 C 10 ms-2 D 15ms-2 5 Rajah menunjukkan satu beban berjisim 3 kg terikat

dengan tali kepada sebuah troli 2 kg terletak di atas sebuah meja ufuk licin.

Tegangan tali adalah

A 20 N B 16 NC 14 N D 12 N

6 Rajah menunjukkan satu beban berjisim 4kg terikat dengan tali kepada satu pemberat 1 kg terletak di atas sebuah meja ufuk licin.

Pecutan beban adalah

A 4 ms-2 B 8 ms-2 C 10 ms-2 D 16 ms-2

7 Dalam satu eksperimen ,seorang pelajar menggantungkan satu neraca spring daripada siling sebuah lif.Satu jisim 2 kg digantung di hujung neraca spring.Berapakah bacaan neraca spring bila lif itu bergerak ke atas dengan pecutan 5 ms-2?

A 10 N B 20 NC 30 N D 40 N

79

8 Rajah menunjukkan seorang budak perempuan berjisim 40 kg berdiri di dalam sebuah lif yang sedang bergerak ke atas.

Jika penimbang menunjukkan bacaan 448 N, berapakah pecutan lif tersebut ?

A 0.8 ms-2

B 1.2 ms-2

C 11.2 ms-2

D 21.2 ms-2

9 Rajah menunjukkan bacaan mesin penimbang ketika lif pegun.

Berapakah bacaan mesin penimbang ketika lif jatuh bebas ?

10 Berat seseorang yang berada dalam sebuah lif yang bergerak ke atas dengan halaju seragam 20 ms-1 adalah

A bertambahB berkurangC tetap

11 Sebuah lif sedang membawa turun beberapa penumpang.Tiba-tiba tali yang memegang lif itu putus yang menyebabkan lif itu terus turun.Pernyataan yang manakah berikut adalah benar kecuali ?

A Jisim mereka tidak berubahB Mereka jatuh dengan pecutan gC Mereka berada dalam ketiadaan beratD Terdapat daya tindak balas antara mereka dan lif

12 Rajah 12 menunjukkan seorang pelajar berjisim 50 kg berdiri di atas sebuah penimbang.Satu beban berjisim 15 kg digantung dengan seutas tali melalui takal licin dan hujung takal yang satu lagi dipegang oleh pelajar itu.

Rajah 12

(a) (i) Pada rajah tandakan tegangan tali,T yang bertindak pada beban dan pelajar.

(ii) Berapakah berat pelajar itu?

(iii) Bacaan penimbang ketika beban dalam keadaan pegun.

80

(b) (i) Pelajar itu kemudian menarik tali dengan pecutan 3 ms-2 .Berapakah bacaan penimbang yang baru?

(i) Jelaskan mengapa terdapat perbezaan jawapan (a)(iii) dan b(ii)?………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

(c) Penimbang yang sama kemudiannya di bawa masuk ke dalam sebuah lif.Pelajar tersebut kemudiannya berdiri di atas penimbang tersebut.Berapakah bacaan penimbang jika(i) Lif itu pegun

(ii) lif itu bergerak ke bawah dengan pecutan 5 ms-2?

(d) Semasa lif itu bergerak ke bawah lif itu tiba-tiba terputus kabelnya.(i) Apakah tejadi kepada bacaan penimbang?

………………………………………(ii) Apakah terjadi kepada air di dalam sebuah

gelas yang ditelangkupkan dan dipegang oleh pelajar itu?………………………………………………………………………………

13 Rajah 13.1 dan Rajah 13.2 menunjukkan seorang budak lelaki berdiri di atas sebuah penimbang .

Rajah 13.1 Rajah 13.2

(a) Berdasarkan Rajah 13.1(i) Nama dan labelkan daya yang

bertindak terhadap budak lelaki tersebut

(ii) Tuliskan satu persamaan yang menghubungkan daya-daya dalam (a) (i).……………………………………..........

(iii) Apakah bacaan skala penimbang apabila lif bergerak ke atas dengan

pecutan a =3 ?

(b) Berdasarkan Rajah 13.2(i) Apakah yang terjadi kepada bacaan

penimbang. ………………………………............

(ii) Berikaan sebab untuk jawapan anda di (b) (i).…………………………………….

81

Kerja(W),Tenaga(E) dan Kuasa (P)

(a) Takrif Kerja dan unit S.I.nya

Kerja ialah hasildarab daya dengan sesaran@ Kerja ialah hasildarab daya ke arah jarak dengan daya

di mana W = Kerja, F = daya dan s = sesaran

Unit Kerja ialah Joule(J)I J = 1 N m

Kerja ialah kuantiti skalar.

Contoh 1

Seekor kuda menarik sebuah kereta dengan daya 100 N sejauh 50 m disepanjang jalan ufuk.Berapakah kerja yang dilakukan oleh kuda itu?

Penyelesaian

Contoh 2

Seketul ais ditarik sejauh 0.05m di atas permukaan lantai mengufuk yang licin.Berapakah kerja yang dilakukan ke atas ais oleh daya itu?

Penyelesaian

(b) Takrif Tenaga(E) dan unit S.I.nya

Tenaga ditakrifkan sebagai keupayaan melakukan kerja.Suatu jasad boleh melakukan kerja apabila jasad itu mempunyai tenaga.

Unit S.I. bagi tenaga ialah Joule (J)

Tenaga ialah kuantiti skalar

Contoh 3

Sebuah motor digunakan untuk mengangkat jisim 5 kg setinggi 2m.Berapakah(a) Kerja dilakukan oleh motor (b) Tenaga diguna untuk mengangkat beban.

Penyelesaian

Tenaga kinetik , EK dan Tenaga Keupayaan gravity, Eg

Tenaga kinetik ialah tenaga yang dipunyai oleh suatu jasad yang sedang bergerak.

m = jisim , v = halaju

Contoh 4

Sebutir peluru berjisim 20 g ditembak dari sepucuk pistol bergerak dengan halaju 150 ms-1.Berapakah tenaga kinetik yang dimiliki oleh peluru itu?

Penyelesaian

Contoh 5

Sebuah lori berjisim 800 kg yang sedang bergerak mempunyai tenaga sebanyak 160 k J.Berapakah halaju lori ketika itu?

Penyelesaian

(b) Tenaga Keupayaan Graviti ( Eg)

82

PELAJARAN 2.10

Tenaga Keupayaan graviti ialah tenaga yang tersimpan dalam suatu jasad disebabkan oleh kedudukannya atau ketinggiannya.

m = jisim , g = pecutan graviti h = ketinggian

Contoh 6

Sebiji bola berjisim 0.2 kg diangkat setinggi 60 cm daripada lantai.Berapakah tenaga keupayaan graviti yang akan dipunyai oleh bola itu?

Penyelesaian

Contoh 7

Seorang lelaki berjisim 50 kg berada di atas sebuah tangga mempunyai tenaga keupayaan graviti 2 kJ. Berapakah tinggi tangga itu?

Penyelesaian

Prinsip Keabadian Tenaga

Tenaga tidak boleh dicipta atau dimusnahkan.Tenaga boleh bertukar dari satu bentuk kesatu bentuk tenaga yang lain.Jumlah tenaga daalam satu sistem adaalah sama (abadi)

Contoh 8

Seketul batu dilontarkan ke atas dengan halaju 20 ms-1.Berapakah tinggi maksimum yang boleh dicapai oleh batu itu?

Penyelesaian

Contoh 9

Rajah menunjukkan sebiji bola berjisim 0.5 kg dijatuhkan dari keadaan rehat pada puncak landasan melengkung licin.

Berapakah halaju bolaitu ketika sampai pada hujung bawahlandasan itu?

Penyelesaian

Contoh 10

Rajah menujukkan sebuah ttroli dilepaskan dari keadaan rehat pada titik melalui satah condong yang licin.

Berapakah halaju troli itu apabila tiba di titik Y.

Penyelesaian

Contoh 11

Rajah menunjukkan sebiji bola bergerak menaiki satu landasan melengkung licin dengan halaju 6 ms-1 pada titik A.

Berapakah halaju bola itu apabila tiba di titik B?

Penyelesaian

83

Takrif kuasa ,P dan unit S.I.nya

Kuasa adalah kadar melakukan kerjaatau Kuasa adalah kadar pemindahan tenaga,

atau

atau

P= Kuasa , W = Kerja , t = masa v = halajuUnit S.I. bagi kuasa ialah Watt(W)1 W = 1 Js-1

Contoh 12

Seekor monyet berjisim 20 kg memanjat sebatang pokok kelapa setinggi 15 m dalam masa 2.5 s. Berapakah kuasa yang dijanakan oleh monyet itu/ Penyelesaian

Takrif kecekapan

atau

Contoh 13

Seorang kelaki menarik sebuah kotak berjisim 8 kg dengan suatu daya 100 N. Setelah kotak itu ditarik sejauh 5 m kotak itu bergerak dengan halaju 6 ms-1. Hitungkan kecekapan lelaki itu menolak kotak tersebut.

Penyelesaian

Contoh 14

Sebuah kren mengangkat satu beban berjisim 400 kg pada suatu ketinggian 100 m dalam masa 20 s. Kuasa input kren iyu adalah 25 000 W. Hitungkan (a) Tenaga input(b) Tenaga output(c) Kecekapan kren itu

Penyelesaian

Eksperimen untuk menyiasat hubungan tenaga keupayaan graviti dan teanaga kinetik

Hipotesis:

Semakin bertambah tenaga keupayaan graviti , semakin bertambah tenaga kinetik.

Tujuan eksperimen :

Menyiasat hubungan tenaga keupayaan graviti dan teanaga kinetik

Pembolehubah eksperimen:

Pembolehubah dimanupuulasikan : Tenaga keupayaan graviti

Pembolehubah bergerak balas : Tenaga kinetik

Pembolehubah dimalarkan : Panjang landasan

Senarai alat radas dan bahan ;

Troli, jangkamasa detik , pita detik ,bongkah kayu,landasan , transformer , pembaris meter dan neraca

Susunan radas:

84

Prosedur eksperimen termasuk mengawal pembolehubah manupulatif dan kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas.

Ukur ketinggian troli berada pada landasan dengan pembaris meter , hTimbang jisim troli dengan neraca , mHitungkan tenaga keuapayaan graviti troli = mghTransformer dihidupkan dan troli dilepas supaya menruni landasan condong.Daripada pita detik diperolehi hitungkan halaju akhir troli = v

Kirakan tenaga kinetik troli =

Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan menambahkan bilangan bongkah kayu supaya ketinggian troli di atas landasan bertambah.

Menjadual data:

Jadualkan data

Tenaga keupayaan gravitiTenaga kinetik

Menganalisis data:

Lukiskan graf tenaga kinetik melawan tenaga keupayaan graviti.

1 Pernyataan yang manakah berikut benar mengenai kerja?

A Kerja adalah kuantiti asasB Kerja adalah kuantiti vektorC Kerja adalah hasildarab daya dengan jarakD Unit kerja adalah sama dengan unit tenaga

2 1 J adalah bersamaan

A 1 kg m B 1 N sC 1 kg s D 1 N m

3 Rajah yang manakah berikut menunjukkan kerja yang paling maksimum?

85

TUTORIAL 10

4 Rajah menunjukkan seorang lelaki menarik tali ke bawah untuk mengangkat beban sebanyak 15 kg setinggi 2 m.

Berapakah kerja yang telah dilakukan?

A 7.5 J B 30 JC 150 J D 300 J

4 Rajah menunjukkan sebuah blok kayu ditarik oleh daya bernilai 10N pada satu sudut 40o dari satu lantai mendatar.

Jika blok kayu itu telah ditarik sejauh 5m pada lantai mendatar tersebut, berapakah kerja yang telah dilakukan oleh blok kayu tersebut?

A 7.66 J B 18.8 JC 24.4 J D 38.3 J

5 Satu jasad berjisim 4 kg sedang bergerak dengan halaju 2.5 ms-1.Tenaga kinetik yang dipunyai oleh jasad itu adalah

A 5.0 J B 10.0 JC 12.5 J D 25.0 J

6 Sebuah kereta 800 kg yang sedang bergerak mempunyai tenaga sebanyak 250 kJ. Halaju kereta

ketika itu adalah

A 10 ms-1 B 20 ms-1 C 25 ms-1 D 30 ms-1

7 Seorang pelajar yang beratnya 500 N menaiki tangga yang mempunyai 20 anak tangga yang setiap satunya adalah setinggi 0.4 m.

Tenaga keupayaan graviti pelajar itu adalah

A 40 J B 400 JC 4000 J D 40000 J

8 Rajah menunjukkan seorang ahli angkat berat sedang mengangkat beban 60 kg pada suatu ketinggian h. Jika tenaga yang digunakan untuk mengangkat beban itu adalah 1020 J, berapakah h?

A 1.7 m B 1.8 mC 2.0 m D 2.3 m

9 Pernyataan yang manakah adalah benar mengenai prinsip keabadian tenaga ?

A Jumlah tenaga adalah abadiB Tenaga tidak boleh bertukar bentukC Tenaga boleh dicipta atau dimusnahkanD Semakin lama semakin berkurangan

jumlah tenaga

10 Rajah menunjukkan seorang pelumba menunggang basikal melalui jalan berbukit tanpa guna brek.

Di kedudukan manakah pelumba mempunyai tenaga kinetik yang minimum?

11 Rajah menunjukkan sebiji bola dilontar ke atas mencapai tinggi maksimum sebelum menukar arahnya dan jatuh.

86

Antara A, B, C dan D, di kedudukan manakah bola itu mempunyai tenaga kinetik yang minimum?

12 Rajah menunjukkan lintasan sebiji bola yang berguling menuruni suatu cerun yang licin.

Pada kedudukan manakah ia mempunyai tenaga keupayaan graviti yang maksimum?

13 Rajah menunjukkan empat kedudukan bagi seorang atlet lompat bergalah yang sedang membuat lompatan.

Di kedudukan manakah tenaga kinetik atlet lompat bergalah itu adalah maksimum?

14 Seorang pelajar berlari menaiki tangga ke puncak. Apakah perubahan tenaga yang berlaku kepada pelajar berkenaan?

A Tenaga kinetik tenaga keupayaan gravitiB Tenaga kinetik tenaga kimia tenaga

keupayaan graviti

C Tenaga kimia tenaga kinetik tenaga keupayaan graviti

15 Rajah menunjukkan sebuah kereta mainan sedang mendaki permukaan condong dengan halaju malar.

Apakah yang sedang berlaku kepada tenaga kinetik dan tenaga keupayaan kereta itu?

Tenaga kinetik Tenaga keupayaan

A Bertambah BertambahB Berkurang Berkurang

C Malar Bertambah

D Bertambah Malar

16 Rajah menunjukkan seorang pelajar berlari menaiki tangga dan satu kelajuan yang malar.

Manakah antara kuantiti fizik berikut adalaah bertambah semasa pelajar itu berlari menaiki tangga itu?

A Inersia pelajarB Momentum pelaajarC Tenaga kinetik pelajarD Tenaga keupayaan graviti pelajar

17 Rajah menunjukkan satu lintasan bola mentruni landasan melenkung yang licin.

Bola itu mengalami perubahan tenaga keupayaan graviti terbesar di antara

A P dan Q B Q dan RC P dan S D R dan T

87

18 Rajah menunjukkan sebuah bandul ringkas yang sedang berayun.

Pada kedudukan manakah bandul di atas mempunyai tenaga kinetik dan tenaga keupayaan graviti ?

A P B QC R D S

19 Rajah menunjukkan sebiji bola melalui satu lintasan melengkung yang licin.

Pernyataan yang manakah benar mengenai rajah di atas?

A Halaju bola di A dan di C adalah samaB Jumlah tenaga pada semua kedudukan adalah samaC Tenaga keupayaan graviti di A dan di E adalah

sama D Tenaga kinetik di B adalah sama dengan tenaga

keupayaan graviti di C

20 Rajah menunjukkan sebuah kotak menggelongsor menuruni satu satah condong yang licin.

Graf yang manakah menunjukkan hubungan antara tenaga keupayaan (PE) dan tenaga kinetik (KE) kotak itu ketika sedang bergerak menuruni satah itu?

21 Rajah menunjukkan sebuah bandul ringkas diayunkan bermula dari X.

Graf yang manakah berikut adalah benar mengenai ayunan bandul tersebut?

22 Sebiji bola tenis berjisim 10.0 g dilontarkan ke

atas dengan halaju 30 ms-1.Tinggi maksimum

yang boleh dicapai oleh bola itu adalah

A 5.0 m B 30.0 m

C 45.0 m D 90.0 m

23 Rajah menunjukkan sebuah troli dijatuhkan dari keadaan rehat pada landasan lengkung yang licin.

Halaju troli semasa tiba di bawah landasan tersebut adalah

88

A 5 ms-1 B 7 ms-1

C 8 ms-1 D 9 ms-1

24 Rajah menunjukkan sebiji bola berjisim 0.05 kg bergerak dengan halaju 6 ms-1 menaikki landasan kasar setinggi h ,menyebabkan halajunya berkurang menjadi 2 ms-1

.Berapakah nilai h ?

A 1.0 m C 1.2 m

C 1.4 m D 1.6 m

25 Kuasa sebuah alat bertambah apabila ia melakukan

A kurang kerja dalam masa yang pendek.B kurang kerja dalam masa yang panjang.C lebih banyak kerja dalam masa yang pendek.D lebih banyak kerja dalam masa yang panjang

26 Seorang pelajar berjisim 50 kg menaiki 40 anak tangga dalam masa 40 saat.Jika tinggi setiap anak tangga adalah 0.05 m,berapakah kuasa yang dijanakan oleh pelajar

itu?

A 2.5 W B 5.0 WC 25 W D 50 W

27 Rajah menunujukkan sebuah motor mengangkat beban 8.0 kg. Motor itu mengambil masa 4.0 s untuk sampai pada suatu ketinggian 0.5 m.

Berapakah kuasa motor itu?

A 4 W B 10 WC 16 W D 4 0 W

28 Sebuah lif mengangkut 8 orang penumpang setinggi 20 m dalam masa 5 s. Jumlah jisimlif dan penunpang adalah 800 kg.Berapakah kuasa lif itu?

A 40 W B 8 000 WC 40 000 W D 32 000 W

29 Sebuah kereta berjisim 2500 kg memecut dari keadaan pegun hingga mencapai halaju 20 ms-1 dalam masa

0.4 saat.Kuasa enjin kereta tersebut adalah

A 100 kW B 125 kWC 200 kW D 250 kW

30 Kecekapan motor elektrik bertambah apabila

A Kuasa output bertambahB Kuasa input bertambahC Kedua-dua kuasa input dan kuasa output bertambahD Kedua-dua kuasa input dan kuasa output

berkurangan

31 Rajah menujukkan seorang pekerja menolak sebuah kereta sorong untuk mengangkat beban bedrjism 100 kg.

Berapakah kecekapan pekerja itu?

A 25 % B 40 %C 50 % D 75 %

32 Sebuah pam air dapat menaikkan air pada kadar 200 kg per minit setinggi 15 m. Kecekapan pam itu adalah 65%. Berapakah kuasa input pam itu.

A 480 W B 500 WC 640 W D 770 W

33 Rajah 33 menujukkan sebuah motor elektrik digunakan untuk mengangkat beban yang berjisim 2 kg dalam

masa 7.5 saat.

89

Rajah 33

(a) Tentukan berat beban

(b) Berapakah kerja yang dilakukan oleh motor itu untuk mengangkat beban?

(c) Berapakah pertambahan tenaga keupayaan graviti beban tersebut.

(d) Bandingkan jawapan (b) dan (c) dan jelaskan jawapan anda.

.....................................................................…………………………………………….…………………………………………….

(e) Tentukan kuasa motor.

34 Rajah 8 menunjukkan tiga budak lelaki Ali, Bakar dan Daud memanjat suatu bangunan yang tinggi dengan menggunakan tali dalam suatu pertandingan. Budak lelaki yang mempunyai kuasa yang tertinggi diumumkan sebagai pemenang pertandingan itu.

Rajah 34

Jadual 34 menunjukkan maklumat-maklumat mengenai tiga budak lelaki itu dalam pertandingan tersebut.

.

PesertaJisim / kg

Tinggi bangunan

itu / m

Masa memanjat

Ali 60 151 minit 40 saat

Bakar 50 152 minit 30

saat

Daud 55 153 minit

Jadual 34

(a) Berdasarkan Jadual 34 , hitungkan kuasa yang dijanakan oleh setiap budak lelaki itu.

Ali :

Bakar :

Daud:

(b) Berdasarkan jawapan anda di(a), nyatakan siapakah pemenang pertandingan itu?…………………………………………….

(c) Selepas sampai di puncak banguanan itu Abu menjatuhkan kasutnya ke tanah dan kasut itu adalah “jatuh bebas”.

(i) Apakah yang dimaksudkan “jatuh bebas”

. ...…………………………………….(ii) Hitungkan masa yang diambil oleh kasut itu

untuk menyentuh tanah.

(iii) Hitungkan halaju kasut itu sejurus sebelum ia menyentuh tanah.

35 Rajah 35 menunjukkan seorang atlit berjisim 60 kg dalam satu pertandingan lompat bergalah. J, K,L,M,N,O,P dan Q adalah kedudukan-kedudukan atlit itu semasa membuat lompatan, Tinggi palang dari tanah ialah 5 m dan tinggi maksimumdicapai oleh atlit itu 0.2 m melebihi tinggi palang..

90

Rajah 35(a) Terangkan mengapakah pada kedudukan K atlit itu

memecut dengan kelajuan tertentu sebelum beliau memulakan lompatan?…………………………………………………………………………………………

(b) Mengapakah galah itu dibengokkan L?.…………………………………………………………………………………………

(c) Hitunngkan tenaga keupayaan gravity maksimum atlit itu.

(d) Berapakah pecutan atlit itu pada kedudukan P?……………………………………………

(e) Mengapakah tilam yang tebal digunakan dalam acara tersebut?.…………………………………………………………………………………………

36 Rajah 36 menunjukkan satu landasan codong licin PQ dan permukaan menndataryang kasar Qyang digunakan untuk memunggah sebuah beg simen ke dalam sebuah lori. Beg simen itu berjisim 50 kg dilepaskan dari kedudukan P yang tingginya 5 m dari Q dan akhirnya berhenti pada R.

Rajah 36

(a) (i) Namakan jenis tenaga pada beg simen itu pada kedudukan P.

………………………………………………………………………………

(ii) Hitungkan tenaga dalam (a) (i).

(b) Nyatakan jenis gerakan beg simen itu ketika

bergerak melalui ……………………………………………………………………………………

(c) Beg simen itu mengalami purata daya geseran 100 N semasa bergerak melalui QR dan akhirnya berhenti di R. (i) Hitungkan halaju beg simen itu pada

kedudukan Q

(ii) Hitungkan jarak QR.

(d) Nyatakan perubahan tenaga yang berlaku apabila beg simen itu bergerak dari P ke R. …………………………………………….…………………………………………….…………………………………………….

37 Rajah 37 menunjukkan tiga kedudukan seorang pelajar di atas satu buaian.TitikK adalah kedudukan tertinggi dn titik M adalah kedudukan terendah.

Rajah 37

(a) Nyatakan unit S.I. bagi tenaga..…………………………………………………

(b) Berdasarkan Rajah 37, bandingkan pada kedudukan M dan N ,(i) tenaga keupayaan graviti yang dipunyai

pelajar itu.………………………………………

(ii) halaju pelajar itu ………………………………………

(iii) tenaga kinetik pelajar itu. ………………………………………

(c) (i) Berdasarkan jawapan anda dalam (b)nyatakan hubungan antara tenaga keupayaan graviti dan tenaga kinetik.………………………………………

91

(ii) Nyatakan prinsip fizik yang terlibat dalam (c) (i).State the physics principle involved in (c)(i).………………………………………

(d) Berdasarkan maklumat dalam Rajah 37 , hitungkan halaju pelajar itu pada kedudukan L.

38 Rajah 38 menunjukkan sebiji bola diletakkan di atas satah condong yang licin di titik P. Bola itu bergolek turun di atas satah condong itu disebabkan oleh tenaga keupayaan graviti. Titik Q dan titik R adalah masing-masing di tengah satah condong itu dan di tanah.

Diagram 38

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan tenaga keupayaan graviti?

(b) (i) Menggunakan Rajah 9, bandingkan

ketinggian bola itu, tenaga keupayaan kenyal bola itu, halaju bola itu dan tenaga kinetik bola itu pada titik P dan titik Q.

Rumuskan hubungan di antara tenaga kinetik dengan tenaga keupayaan kenyal bola yang bergolek itu.

(ii) Namakan prinsip fizik yang terlibat dalam (b)(i)

(c) Terangkan apa yang terjadi kepapa halaju bola itu apabila ia sampai pada titik R di atas tanah.

(d) Berdasarkan prinsip fizik di atas, anda diminta untuk merekabentuk trek papan peluncur.Menggunakan konsep fizik yang sesuai, terangkan rekabentuk trek papan peluncur yang dapat digunakan supaya papan peluncur boleh berayun berterusan.

Jawapan anda hendaklah merangkumi aspek-aspek berikut: (i) Bentuk trek(ii) Kecondongan trek(iii) Permukaan trek(iv) Keselamatan.

39 Rajah 39 menunjukkan dua kedudukan seorang pelajar di atas satu buaian. Kedudukan awal pada setiap rajah itu adalah berlainan.

Rajah 39Perhatikan kedudukan setiap dan keadaan pelajar itu dalam setiap rajah .

Berdasarkan pemerhatian itu :(a) Nyatakan satu inferens yang boleh dibuat.(b) Nyatakan satu hipotesis yang sesuai untuk suatu

penyiasatan .(c) Dengan menggunakan radas seperti troli, jangka

masa detik, dan lain-lain,terangkan satu rangka kerja eksperimen untuk menguji hipotesis anda. Dalam penerangan anda jelaskan perkara berikut:(i) Tujuan eksperimen(ii) Pemboleh ubah yang terlibat dalam

eksperimen itu(iii) Senarai radas dan bahan(iv) Susunan radas(v) Prosedur eksperimen termasuk kaedah

mengawal pemboleh ubah yang dimanupulasikan dan kaedah mengukur pemboleh ubah bergerak balas

(vi) Cara anda menjadualkan data(vii) Cara anda menganlisis data

92

Pengertian KekenyalanKeupayaan sesuatu bahan kembali ke bentuk @ saiz asal apabila daya yang bertindak ke atasnya( mampatan @ rengangan) dialihkan.

Mengapa Pepejal Kenyal?

Terdapat dua jenis daya antara molekul-molekul pepejal iaitu daya tarikan dan daya tolakan.Jika pepejal diregang,daya tarikan antara molekul bertindak.Jika pepejal dimampat daya tolakan antara molekul bertindak.Jika tiada daya luar ,daya tolakan dan daya tarikan seimbang(daya paduan sifar).

Graf daya antara molekul,F melawan jarak pemisahan antara molekul,x.

93

PELAJARAN 2.11

Pada kedudukan X1 : Dipanggil sebagai kedudukan keseimbangan dimana daya tarikan = daya tolakan

Pada kedudukan X < X1 : Pepejal dimampatkan menyebabkan daya tolakan > daya tarikan.Jika tiada daya tolakan kemungkinan dua molekul bercantum dan musnah.

Pada kedudukan X1 < X<X2 : Pepejal diregang dimana daya tarikan > daya tolakan sehingga daya tolakan akan mencapai nilai maksimum pada X2 untuk mengekalkan bentuknya.

Pada kedudukan X > X2 :Pepejal terus diregang menyebabkan daya tarikan menjadi lemah,kemungkinan pepejal bertukar menjadi cecair atau gas.

Hooke’s Law

Hukum Hooke menyatakan pemanjangan suatu bahaan kenyal berkadar langsung dengan daya yang dikenakan sekiranya had kenyal tidak dilampaui.

@

F = DayaX = Pemanjangank = Pemalar spring.

Contoh 1

Panjang asal sebuah spring ialah 5 cm. Apabila beban 20 g digantung pada spring itu,panjang spring itu menjadi 7 cm.

Tentukan (a) Pemanjangan spring apabila digantung beban

45 g

(b) Pan jang spring apabila digantung beban 70 g.(c) Beban yang perlu digantung supaya

panjang spring menjadi 17 cm.

Penyelesaian

Susunan Spring

Spring boleh disusun dengan dua cara iaitu susunan sesiri dan susunan selari,There are two ways to range a spring, that is,

Sesiri Selari

Dalam susunan sesiri , setiap spring akan menerima beban W.Dalam susunan selari, beban yang akan diterima oleh setiap spring akan dibahagi dengan bilanganspring iaitu

Contoh 2

Spring A didapati memanjang sebanyak 2 cm apabila digantung beban 10 g dan spring B didapati memanjang 4 cm apabila digantung beban 10g.Berapakah jumlah pemanjangan bagi susunan spring-spring pada rajah berikut:-

94

Penyelesaian

Graf daya lawan pemanjangan apabila dawai kuprum diregang

A : Had Kenyal

B: Takat alah

OA : Kawasan kekenyalan berlaku di mana Hukum Hooke dipatuhi.Jika daya dialihkan dawai boleh kembali pada panjang asal

AB:Kawasan plastik,dawai tidak kembali pada panjang asal.

Selepas B:Dawai mengalami kadar regangan yang sangat tinggi.

Eksperimen untuk mengkaji hubungan antara Daya dan Pemanjangan

Hipotesis: Jika daya bertambah maka pemanjangan bertambah

Tujuan eksperimen : Mengkaji hubungan antara Daya dan Pemanjangan

Pembolehubah eksperimen:

Pembolehubah dimanupuulasikan : Daya

Pembolehubah bergerak balas : Pemanjangan

Pembolehubah dimalarkan : Diameter spring , bahan spring

Senarai alat radas dan bahan ;

Spring ,kaki retot, jisim berslot dan pembaris meter

Susunan radas:

Prosedur eksperimen termasuk mengawal pembolehubah manupulatif dan kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas.

Ukur panjang asal spring dengan pembaris meter

= Lo

Catatkan jism berslot = m

Kira daya, F = mg

Gantung jisim berslott pada spring

Ukur panjang baru pemberat = L

Kirakan pemanjangan , x = L - Lo

Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan jisim berslot yang berlainan.

Menjadual data:Jadualkan data

Menganalisis data:

Lukis graf x lawan F

Pemalar spring , k

Daya

Pemanjangan

95

maka

Unit k ialah Nm-1

K juga boleh ditentukan daripada kecerunan graf

F melawan x.

Jika k bertambah , x berkurang , spring lebih keras.

Kekerasan spring P > Q

Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar pemanjangan spring

Jenis bahan:

Bahan yang berlainan mempunyai kadar pemanjangan yang berlainan.Contohnya dawai kuprum mempunyai kadar pemanjangan yang lebih tinggi dari dawai keluli.

Diameter: lilitan spring

Apabila diameter lilitan spring bertambah,kadar pemanjangan bertambah

Diameter dawai(bahan spring) dibuat

.Jika diameter dawai(bahan spring) bertambah ,kadar pemanjangan berkurang.

Panjang spring:Apabila panjang spring bertambah kadar pemanjangan bertambah

Susunan spring:

Spring disambung sesiri mempunyai kadar pemanjangan yang lebih daripada spring yang disambung selari

Panjang asal spring:

Sring yang mempunyai panjang asal lebih panjang akan mengalami kadar pemanjangan lebih tinggi.

Aplikasi sifat kekenyalan dalam kehidupan seharian.

(1)Kusyen/tilam:

Kita rasa selesa apabila berada di atasnya kerana kusyen dan tilam mempunyai sifat kekenyalan menyokong berat badan kita.Apabila badan kita dialih kusyen dan tilam akan kembali pada kedudukan asal.

(2)Alat elektrik seperi ammeter,voltmeter:

Alat-alat ini mempunyai spring di dalamnya.Dengan bantuan spring penunjuk akan kembali ke kedudukan sifar apabila arus tiada mengalir ke alat-alat tersebut.

(3)Neraca spring:

Digunakan untuk mengukur berat atau daya kerana pemanjangan spring berkadar langsung dengan daya yang dikenakan.

(4)Spring pada kenderaan:

Digunakan untuk sistem gantungan sebuah kereta.Apabila berlaku hentakan,penumpang tidak akan merasa kesan hentakan itu.

Tenaga Keupayaan Kenyal ( Ee)

Tenaga Keupayaan Kenyal ialah tenaga yang tersimpan dalam suatu bahan kenyal disebabkan keadaannya yang teregang atau termampat.

Oleh itu;

atau = Luas di bawah graf F melawan x

Contoh 3 Sebuah spring mempunyai panjang asal 12 cm.Apabila digantung beban berjisim 20 g panjangnya menjadi 15 cm. Berapakah tenaga keupayaan kenyal yang tersimpan dalam spring itu?

Penyelesaian

96

Contoh 4

Rajah menunjukkan graf regangan spring dan daya yang dikenakan.

Berapakah tenaga keupayaan kenyal yang tersimpan apabila spring itu diregang sebanyak 0.4 m?

Penyelesaian

Contoh 5

Rajah menunjukkan sebiji bola berjism 0.01 kg digunakan untuk memampatkan sebuah spring pada permukaan licinPanjang asal spring ialah 14 cm dan pemalar spring adalah 200 N m-1.

Tentukan (a) Tenaga keupayaan kenyal tersimpan dalam spring

apabila ia dimampatkan oleh bola menjadi 10 cm.(b) Halaju bola itu apabila spring yang dimampatkan

menjadi 10 cm itu dilepaskan

Penyelesaian

Eksperimen untuk mengkaji hubungan antara tenaga keupayaan kenyal dengan tenaga kinetik.

Hipotesis: Jika tenaga keupayaan kenyal bertambah maka tenaga kinetik bertambah

Tujuan eksperimen : Mengkaji hubungan antara tenaga keupayaan kenyal dengan tenaga kinetik.

Pembolehubah eksperimen:

Pembolehubah dimanupuulasikan : Tenaga keupayaan kenyal

Pembolehubah bergerak balas : Tenaga kinetik

Pembolehubah dimalarkan : Jisim troli , tali kenyal

Senarai alat radas dan bahan ;

Troli, jangkamasa detik , pita detik , transformer , tali kenyal, landasan , paku dan pembaris meter.

Susunan radas:

97

Prosedur eksperimen termasuk mengawal pembolehubah manupulatif dan kaedah mengukur pembolehubah bergerakbalas. Troli itu dilekatkan pada tengah-tenngah tali kenyal dan ditarik pada suatu jarak tertentu.Jarak troli itu ditarik diukur dengan pembaris meter, x = 20.0cmTransformer dihidupkan dan troli itu dilepaskan dari tali kenyal.Daripada pita detik yang diperolehi ukur jarak 10 detik terakhir dengan pembaris meter = L

Hitungkan halaju troli

Eksperimen diulangoi sebanyak 5 kali dengan menambahkan jarak , x.

Menjadual data:

Jadualkan data

Menganalisis data:

Lukis graf v lawan x

1 Suatu spring keluli menghasilkan pemanjangan 4

cm apabila dikenakan daya 8N.Berapakah daya yang perlu dikenakan supaya pemanjangannya adalah 5 cm?

A 9 N B 10 NC 12 N D 14 N

2 Rajah menunjukkan sebuah spring yang mempunyai panjang asal 18 cm.Apabila diletak beban 10 kg,panjangnya menjadi 8 cm dan apabila diletak beban P panjangnya menjadi 10 cm.

Jarak,x

Halaju,v

98

TUTORIAL 11

Berapakah nilai P?

A 4 kg B 6 kgC 8 kg D 9 kg

3 Rajah menujukkan spring K dan L digantung beban 400 g. Spring K dan L mempunyai panjang asal masing-masing 5 cm.Spring K meregang 2 cm apabila digantung beban 200g dan spring L meregang 3 cm apabila digantung beban100 g.

Berapakah jumlah panjang AB terhasil?

A 21 cm B 23 cm C 24 cm D 26 cm

4 Rajah menunjukkan satu spring yang panjangnya 10 cm.Apabila diletak beban 20 N panjang spring menjadi 8 cm seperti pada rajah(a).Apabila lima spring yang serupa disusun seperti rajah(b) dan diletak beban 60 N,

Berapakah nilai L?

A 7 cm B 9 cmC 13 cm D 15 cm

5 Rajah menunjukkan dua spring yang serupa disusun secara selari antara satu sama lain. Beban 30 N di gantung kepada kedua-dua spring tersebut. Setiap spring akan memanjang sebanyak 4 cm apabila beban 10 N digantung.

Berapakah pemanjangan bagi setiap springitu ?

A 4 cm B 6 cmC 8 cm D 12 cm

6 Rajah menunjukkan dua spring A dan B masing-masing mempunyai panjang asal 10 cm.Spring-spring itu kemudiannya digantungkan beban 100g dan 200 g seperti rajah(a).Apabila kedua-dua spring digantung dengan beban 300 g seperti rajah(b)

Berapakah nilai P?

A 55 cm B 100 cmC 105 cm D 125 cm

7 Rajah(a) menunjukkan satu spring dengan satu ceper tergantung di hujungnya.Apabila satu beban 60 g diletak pada ceper,spring memanjang seperti rajah(b).Apabila satu beban M ditambah spring memanjang seperti rajah(c)

99

Berapakah nilai M?

A 100g B 180gC 200 g D 240g

8 Rajah menunjukkan spring-spring E,F pada Rajah(a) dan spring-spring G,H,I dan J pada Rajah(b) adalah serupa.Panjang asal tiap-tiap spring adalah 12 cm.

Berapakah panjang L?

A 28 cm B 30 cmC 32 cm D 34 cm

9 Rajah(a) menunjukkan bacaan penunjuka suatu spring dibebankan dengan jisim 50g.Apabila ditambah jisim 30g,bacaan penunjuk baru adalah seperti pada rajah(b).

Berapakah bacaan penunjuk spring itu jika jisim 20 g dikeluarkan selepas itu?

A 5.00 cm B 10.00 cmC 15.00 cm D 18.75 cm

10 Rajah menunjukkan satu sistem yang terdiri daripada tiga spring yang serupa. Panjang asal bagi setiap spring adalah 10 cm. Dengan beban 50 g, setiap spring itu akan meregang kepada 14 cm

Berapakah jumlah panjang X bagi spring-spring itu?

A 21 cm B 24 cmC 26 cm D 28 cm

11 Rajah (a) menunjukkan keadaan spring P dimampatkan pada jarak x apabila bebanberjisim, m diletakkan di atasnya..Spring lain yang serupa kemudiannya disusun secara selari dengan spring P dan beban berjisim 2m diletakkan ke atas sistem spring itu seperti yang ditunjukkan dalam Rajah (b).

100

Berapakah mampatan bagi sistem spring dalam Rajah (b)?

A ½ x B xC 2x D 4x

12 Rajah menunjukkan dua spring yang serupa mempunyai panjang asal yang berbeza ditetapkan pada dinding tegak.Sekeping papan diletak di atas satu permukaan ufuk yang lici.satu daya dikenakan untuk menolak papan itu ke arah dinding

Manakah antara graf-graf F melawan X yang betul?

13 Rajah menunjukkan regangan satu spring.

Regangan spring tersebut dapat ditambah dengan

A menggunakan spring yang lebih keras.B menggunakan spring yang lebih pendekC menggunakan wayar spring yang lebih tebalD menggunakan spring yang mempunyai diameter

besar

14 Rajah menunjukkan kedudukan sebiji bebola logam dalam keadaan spring termampat dan setelah spring dilepaskan.

Jarak x boleh ditambah dengan menggunakan

A Spring yang lebih lembutB Spring yang lebih panjangC Spring berdiameter lebih besarD Dua spring yang sama disusun secara selari

15 Pemalar spring boleh bertambah dengan

A menambahkan panjang spring ituB mengurangkan diameter springC mengurangkan diameter dawai spring

16 Rajah menunjukkan graf pemanjangan spring melawan daya. Titik M adalah had perkadaran spring

101

Apabila daya ditambah kepada spring, bentuk graf yang dihasilkan selepas titik M adalah

A MQB MRC MS

17 Rajah menunjukkan graf daya F, melawan pemanjangan, x , untukspring R dan S.

Apakah kesimpulan yang diperolehi daripada graf itu?

A Spring R lebih panjangB Wayar gegelung spring R lebih tebalC Kedua-dua spring diperbuat daripada bahan yang

samaD Diameter gegelung spring R lebih besar

18 Empat susunan A, B, C dan D adalah terdiri daripada spring yang sama. Setiap spring meregang sebanyak 4 cm apabila satu beban 200 g digantung pada hujungnya. Susunan yang manakah menghasilkan regangan yang terbesar?

19 Rajah menunjukkan 4 sistem spring yang menggunakan spring yang sama dihubungkan pada penggantung yang diabaikan beratnya

Manakah sistem yang menunjukkan pasangan yang mempunyai ketegangan yang sama?

A P dan Q B P dan SC Q dan R D Q dan S

20 Rajah menunjukkan graf daya,F lawan regangan ,x

,

Pada kawasan manakah Hukum Hooke berlaku?

A Antara titik O dan A

B Antara titik A dan B

C Pada titik B

D Selepas titik B

21 Sebuah spring dimampatkan dengan suatu daya 300 N. Spring itu termampat sejauh 0.05 m, Berapakah tenaga keupayaan kenyal spring itu?

A 7.5 J B 15.0 JC 3 000 J D 6000 J

22 Rajah menunjukkan satu spring yang mempunyai panjang asal 20 cm. Apabila sebiji bola keluli diletakkan di atassnya panjang spring menjadi 14 cm.Spring itu kemudiannya dilepaskan menyebabkan bola keluli itu naik setinggi h,

Berapakah nilai h ?

102

A 6 cm B 3 cmC 2 cm D 1 cm

23 Rajah menunjukkan graf daya, F melawan pemanjangan,x bagi satu spring.

Luas di bawah graf mewakili

A pemalar springB kekenyalan springC panjang asal spring D tenaga yang tersimpan di dalam spring

24 Graf menunjukkan hubungan antara pemanjangan, x suatu spring dengan berat, W yang tergantung pada nya.

Pernyataan yang manakah betul tentang graf itu.

A Kecerunan graf mewakili pemalar spring.B. W berkadar songsang dengan e.

C Persamaan graf ialah W = .

D Kawasan berlorek mewakili jumlah berat yang tergantung pada spring.

25 Rajah 25 menunjukkan graf daya melawan pemanjangan bagi tiga spring P, Q dan R.

Rajah 25

(a) (i) Suatu hukum menyatakan bahawa pemanjangan seutas spring adalah berkadar terus dengan daya yang dikenakan jika had kenyal tidak dilebihi. Nyatakan hukum ini.…........................................................

(ii) Pada graf dalam Rajah 25, tandakan ' X ' pada had kenyal setiap spring.

(b) Spring itu menyimpan tenaga apabila diregang.(i) Namakan tenaga yang disimpan dalam spring

yang diregang.…........................................................

(ii) Hitung tenaga yang disimpan dalam spring R apabila pemanjangannya 8.0 cm.

(c) Spring-spring tersebut akan digunakan di dalam neraca Newton untuk mengukur beban maksimum berjisim 8 kg.(i) Berapakah berat maksimum beban itu?

….......................................................(ii) Berdasarkan Rajah 25, pilih dua spring yang

sesuai untuk digunakan di dalam neraca Newton tersebut di atas.…........................................................

(iii) Spring yang manakah paling sesuai untuk digunakan di dalam neraca Newton itu. Terangkan jawapan anda.…....................................................................................................................

26 Rajah 26.1 menunjukkan dua bebola keluli yang berbeza digantung pada Spring P dan spring Q. Spring P dan spring Q adalah daripada bahan yang sama, diameter gegelung yang sama dan panjang asal yang sama.

103

Rajah 26.1

Rajah 26.2 menunjukkan graf daya - pemanjangan bagi spring P dan spring Q.

Rajah 26.2

(a) Apakah yang dimaksudkan dengan pemanjangan spring?………………..………………………….

(b) Menggunakan Rajah 26.1, bandingkan ketebalan spring P dan spring Q…………………………………………….

(c) (i) Luas di bawah graf bagi graf daya melawan pemanjangan mewakili tenaga keupayaan kenyal..Menggunakan Rajah 26.2, hitung tenaga keupayaan kenyal bagi spring P dan spring

Q .

Spring P

Spring Q

(ii) Nyatakan hubungan antara ketebalan spring dan tenaga keupayaan kenyal spring .………………………………………

(d) Rajah 26.3 menunjukkan dua bebola yang serupa diletakkan di atas spring P dan Q. Kedua-dua spring ditekan sehingga panjang spring P dan spring Q adalah sama .

Rajah 26.3 (i) Spring yang manakah menolak bebola keluli

keatas pada jarak yang paling jauh apabila tangan dilepaskan..………………………………………

(ii) Beri satu sebab bagi jawapan anda di (d)(i)………………………………………

27 Rajah 27 menunjukkan bagaimana spring digunakan dalam sistem suspensi motosikal.

Rajah 27

Jadual 27 menunjukkan ciri-ciri bagi empat jenis spring yang akan dipasang sebagai spring motosikal.

Jadual 27Anda ditugaskan untuk memilih spring yang akan dipasang pada sebuah motosikal. Jisim maksimum penunggang dan pembonceng motosikal ialah 100kg. Terangkan kesesuaian setiap ciri dan tentukan spring yang paling sesuai.Beri sebab bagi pilihan anda.

Spring Diameterlingkaran

Had kenyal /N

Pemalar spring

Masa untuk spring berhenti selepas bergetar

A Besar 200 Rendah Besar

B Besar 600 Tinggi Kecil

C Kecil 700 Rendah besar

D Kecil 1100 Tinggi Kecil

104

28 Rajah 28 menunjukkan dua lastik P dan Q yang serupa dikenakan daya yang berbeza.

P Q Diagram 24

Perhatikan perbezaan yang berlaku kepada lastik-lastik itu.Berdasarkan pemerhatian itu :(d) Nyatakan satu inferens yang boleh dibuat.(e) Nyatakan satu hipotesis yang sesuai untuk suatu

penyiasatan .(f) Dengan menggunakan radas seperti spring, jisim

berslot dan lain-lain,terangkan satu rangka kerja eksperimen untuk menguji hipotesis anda. Dalam penerangan anda jelaskan perkara berikut:(i) Tujuan eksperimen(ii) Pemboleh ubah yang terlibat dalam

eksperimen itu(iii) Senarai radas dan bahan(iv) Susunan radas(v) Prosedur eksperimen termasuk kaedah

mengawal pemboleh ubah yang dimanupulasikan dan kaedah mengukur pemboleh ubah bergerak balas

(vi) Cara anda menjadualkan data(vii) Cara anda menganlisis data

29 Rajah 29.1 menujukkan seorang ahli pemanah sedang memanah saty sasaran. Rajah 29.2 menunjukkan pemanah yang sama memanaah sasaaran yang sama tetapi pada jaarak yang berbeza.

Diagram 25.1

Diagram 25.2

Perhatikan busur pemanah dan jarak sasaran..Berdasarkan pemerhatian itu :

(a) Nyatakan satu inferens yang boleh dibuat.(b) Nyatakan satu hipotesis yang sesuai untuk suatu

penyiasatan .(c) Dengan menggunakan radas seperti troli, jangka

masa detik,, tali kenyal dan lain-lain,terangkan satu rangka kerja eksperimen untuk menguji hipotesis anda. Dalam penerangan anda jelaskan perkara berikut:(i) Tujuan eksperimen(ii) Pemboleh ubah yang terlibat dalam

eksperimen itu(iii) Senarai radas dan bahan(iv) Susunan radas(v) Prosedur eksperimen termasuk kaedah

mengawal pemboleh ubah yang dimanupulasikan dan kaedah mengukur pemboleh ubah bergerak balas

(vi) Cara anda menjadualkan data(vii) Cara anda menganlisis data

105