fiz t4 bab 3

NOTA FIZIK TINGKATAN 4 DAN 5

1 | w w w . s a g a d b l . c o m C i k g u I r w a n

TEKANAN :

Definisi : daya yang bertindak ke atas seunit luas

Formula :

SI unit : Nm-2

/ Pa

Cth soalan :

1. Satu bongkah mempunyai jisim 260kg. jika blok itu mempunyai dimensi 0.5m 1.0m

2.0m, tentukan tekanan maksimum yang dapat dikenakan pada tanah? ( g = 10N kg-1

)

Daya = 260 10 1.0m

= 2600N

P =

(..) 2.0m

P = 5200Nm-2

0.5m

2. Angina bertiup mengenakan satu tekanan 150Pa ke atas sebuah dinding. Jika dinding itu

mempunyai luas permukaan 8m-2

, tentukan daya yang dikenakan pada dinding itu.

Daya = tekanan luas

= 150Nm-2

8m-2

= 1200N

Cara untuk menambahkan tekanan adalah dengan mengurangkan luas, contohnya:

a) Paku dan tapak kasut bola sepak

Kedua-duanya mempunyai luas permukaan yang kecil. Daya yang

dikenakan pada paku dan tapak kasut memudahkan ianya terbenam

untuk mendapat pegangan yang kuat tanpa tergelincir.

b) Mata pisau

Luas di bawah mata pisau yang kecil akan menghasilkan tekanan yang

besar apabila daya dikenakan dan memudahkan ianya untuk

memotong bahan.

c) Tapak kasut peluncur ais

Tapaknya terdiri daripada kepingan logam yang nipis supaya dapat

mengenakan satu tekanan yang besar pada permukaan ais. Oleh itu,

ais dapat dilebur dan senang diluncur

PPPP =

Untuk

mengenakan

tekanan

maksimum, daya

harus disebarkan

pada luas yang

minimum



Cara untuk mengurangkan tekanan adalah dengan menambah luas, contohnya;

a) Traktor

Menggunakan tayar yang besar dan lebar untuk mengurangkan

tekanan supaya dapat bergerak di atas tanah yang lembut tanpa

terbenam di dalamnya.

b) Papan peluncur di atas salji

Mempunyai permukaan yang besar untuk mengurangkan permukaan

tekanan pada salji supaya tidak terbenam ke dalamnya.

c) Tapak bangunan

Luas permukaan sentuhan yang besar supaya tekanan dapat

dikurangkan agar bangunan tidak mudah terbenam ke dalam tanah

dan tahan lama.

Latihan merangka eksperimen

Dalam sebuah pertandingan bola tampar di pantai, terdapat dua orang pengadil yang sedang

mengadili pertandingan. Seorang daripadanya mendapati bahawa kaki kerusinya tenggelam di dalam

pasir. Manakala dia mendapati kaki kerusi kawannya tidak tenggelam kerana dilapik oleh sekeping

papan.

Rangla satu eksperimen bagi mengkaji perubahan tersebut.



TEKANAN DALAM CECAIR:

1. Tekanan dalam cecair bertindak dalam semua arah

2. Tekanan tidak bergantung kepada saiz atau bentuk bekas

3. Tidak dipengaruhi oleh luas permukaan

Dipengaruhi oleh kedalaman dan ketumpatan

.7 Tekanan dalam cecair

Hubung kait tekanan dengan ketumpatan cecair dan kedalaman

tekanan dalam cecair = hg

1. Daya yang bertindak ke atas luas A sama dengan berat turus cecair

2. Isi padu turus cecair = Ah m3

Jisim turus cecair = Ah kg

PPPP ====

g = gravityg = gravityg = gravityg = gravity

h = kedalamanh = kedalamanh = kedalamanh = kedalaman



Berat turus cecair = Ahg N

Tekanan cecair, P = +,-,,.,/012,.

3/,4

P = 5678

5

P = hg pecutan graviti

Ketumpatan cecair

Kedalaman

Cecair

Ciri-ciri tekanan dalam cecair:

a) Tekanan bertambah apabila ketumpatannya bertambah

- pancutan minyak kurang kuat berbanding air walaupun pada kedudukan yang sama.

- Hal ini kerana, air lebih tumpat daripada minyak.

b) Tekanan bertambah apabila

kedalaman bertambah

- tekanan air paling tinggi pada lubang yang paling bawah kerana air terpancut keluar

daripada jarak yang paling jauh.

- Hal ini kerana, kedalamannya paling besar.



c) Tekanan tidak dipengaruhi oleh saiz dan bentuk bekas

- Magnitud tekanan dalam cecair adalah sama pada aras cecair yang sama.

Kegunaan tekanan dalam bendalir

1. Tangki air besar yang digunakan untuk menyimpan bekalan air di kawasan perumahan selalu

dibina tinggi. Tujuannya adalah untuk memastikan untuk memastikan bahawa tekanan air

adalah cukup tinggi untuk bekalan air ke setiap rumah.

2. Di rumah, tangki air terletak di bahagian atas rumah. Tangki air pemanas solar yang terletak

di atas bumbung rumah menggunakan tekanan dalam bendalir untuk berfungsi.

3. Balang mineral menggunakan tekanan dalam bendalir untuk membekalkan minuman air.

4. Pemindahan cecair ke badan pesakit menggunakan tekanan cecair yang digantung pada

kedudukan tinggi.

a) Pembinaan empangan:

Air yang bertakung di bahagian bawah empangan adalah bertekanan tinggi. Oleh itu,

empangan dibina dengan bahagian bawahnya lebih tebal berbanding dengan

bahagian atas bagi menahan tekanan.

empangan Tekanan tinggi



b) Sistem bekalan air awam:

Takungan air yang terletak di satu tempat yang tinggi memastikan tekanan air adalah

cukup tinggiuntuk mengalir kepada pengguna-pengguna yang berada di paras

rendah.

c) pemindahan ubat ke badan pesakit melalui cara IV:

botol IV digantung pada kedudukan yang tinggi supaya larutan ubat pada tekanan

tinggi dapat mengalir ke vena pesakit yang berada pada kedudukan yang rendah.



cth soalan:

1. sebuah kapal selam yang mempunyai luas permukaan 300m2 berada di dalam laut. Jika

ketumpatan air laut ialah 1050kgm-3

, hitungkan:

a) kedalaman air laut yang mempunyai tekanan tambahan yang sama dengan 5104 Pa.

p = 9:;

h =

h =

di Q> di R Tekanan di P> Q> R

D E F

X Y Z

Apabila air mengalir dari bahagian tub yang lebar ke sempit, laju aliran bertambah

dan tekanan berkurang.

Apabila air mengalir dari tiub yang sempit ke lebar, laju aliran berkurang dan tekanan

bertambah.

Keadaan air pemerhatian inferens

Sebelum(pegun) Aras air di DEF adalah sama Tekanan air di XYZ adalah sama

Selepas( mengalir dengan

seragam)

Aras air di D > F

Aras air di E < F

Tekanan di X >Z

Tekanan di Y < Z



Kegunaan prinsip bernouli:

a) Penunu Bunsen:

Apabila penunu Bunsen disambungkan kepada

satu bekalan gas, aliran gas yang laju melalui

satu lubang kecil menhasilkan kawasan

bertekanan rendah.

Tekanan atmosfera yang tinggi di bahagian luar

penunu Bunsen menyebabkan udara disedut

masuk melalui lubang udara dan bercampur

dengan gas.

Campuran gas dan udara menghasilkan pembakaran yang lengkap.

b) Aerofoil:

Prinsip penerbangan kapal terbang bergantung

kepada bentuk aerofoil yang didapati pada sayap

dan ekor kapal terbang.

Apabila sayap berbentuk aerofoil bergerak dalam

udara, pergerakkan udara adalah laju di bahagian

atasnya dan menghasilkan tekanan rendah.

Pengaliran udara yang perlahan di bahagian bawah akan menghasilkan kawasan

bertekanan rendah.

Perbezaan tekanan ini menghasilkan satu daya angkat yang membantu kapal terbang

naik ke atas.

c) Penyembur racun serangga:

Apabila omboh ditolak masuk, udara mengalir dengan pantas menerusi satu muncung

yang sempit dan menghasilkan tekanan rendah di sekitar tiub logam.

Tekanan atmosfera yang tinggi menolak pada permukaan cecair racun dan

menyebabkanya naik ke atas tiub logam.

Apabila racun tiba di atas tiub, ia dibawa bersama oleh pancutan udara untuk menjadi

satu semburan aerosoil.



PRINSIP ARCHIMEDES

Daya tujah( N ) = berat air tersesar

= kehilangan berat

= > ,9(ketumpatan), v(isipadu), g(gravity)

Air tersesar

Aplikasi prinsip archimedes:

a) Kapal selam:

- Untuk menyelam, air dibenarkan masuk ke dalam

tangki ballast yang terdapat di dinding kapal.

Apabila berat kapal melebihi daya tujah ke atas,

kapal itu menyelam.

- Untuk naik semula ke permukaan lautan, air

dikeluarkan dari tangki ballast dengan

menggunakan udara termampat. Oleh itu, daya

tujah yang bertindak ke atasnya melebihi berat

kapal.

1) Daya tujah > berat jasad = jasad akan bergerak ke atas permukaan air

2) Daya tujah < berat jasad = jasad akan tenggelam

3) Daya tujah = berat jasad ( jasad akan terapung )



b) Belon udara panas :

- Sebelum berlepas, udara di dalam belon

dipanaskan. ini menyebabkan udara di dalam

mengembang dan sebahagian daripadanya keluar

melalui lubang dan berat belon berkurang.

- Apabila berat berkurang, daya tujah lebih besar

daripada belon dan menyebabkanya naik ke atas.

c) Kapal laut :

- Sebuah kapal adalah sangat berat, tetapi masih

boleh terapung di permukaan air. Ini kerana, isipadu

air yang disesarkan oleh kapal adalah besar

sehingga daya tujah mencukupi untuk menyokong

berat kapal.

- Ia juga dibina daripada logam yang berketumpatan

lebih tinggi daripada air

- Oleh sebab ketumpatan air berubah mengikut kedudukan dan musim, garis plimsoll

ditandakan pada badan kapal bagi memastikan muatan yang diangkut adalah pada

tahap yang selamat.

Contoh soalan :

1) Sebiji belon dengan isi padu 5m3 berada di dalam udara dengan ketumpatan 1.2kg m

-3.

Berapakah daya tujah yang bertindak ke atas belon itu?

Daya tujah = 9vg

= 1.2 (5)(10)

= 60N



Latihan merangka eksperimen

Seorang nelayan menarik keluar jala yang penuh dengan ikan dari dalam laut. Pada awalnya jala

itu mudah ditarik kemudian dia mendapati semakin sukar menarik jala itu apabila jala itu

semakin keluar dari permukaan air.

Rangka satu eksperimen bagi menkaji perubahan tersebut.

PRINSIP PASCAL

Prinsip pascal mengatakan bahawa apabila satu daya dikenakan pada satu permukaan ,

tekanan terhasil. Tekanan itu akan bertindak pada cecair dan dipindahkan secara seragam

dengan magnitud yang sama.

Omboh ditolak

F1 = daya input F2 = daya output

A1 = luas keratin rentas input

A2 = luas keratin rentas output

Kegunaan prinsip pascal :

a) Brek hidraulik

- satu tekanan dikenakan pada minyak

Hidraulik dan dipindahansecara seragam

Kepada omboh besar.

- Satu daya yag lebih besar dikenakan oleh

Kasut brek pada cakera supaya putaran

Roda diperlahankan

- Apabila pedal brek dilepaskan, spring akan menggerakkan kasut brek ke kedudukan asal



b) Jek hiidraulik

- Apabila tuas ditolak ke bawah, injap a menutup manakala injap b membuka. Tekanan

dipindahkan ke silinder besar dan menghasilkan daya yang besar bagi menaikkan kereta ke

atas.

- Apabila tuas ditarik ke atas, injap a maebuka manakala injap b menutup.minyak hidraulik

mengalir dari tangki ke silinder kecil. Omboh besar perlu ditolak dan ditarik berulang kali

sehingga kereta iti dapat dinaikkan pada ketingguan yang dikehendaki,

- Kereta iti boleh diturunkan semula dengan membuka injap pelepas.

c) Pam hidraulik

- pam hidraulik memindahkan cecair dari takungan ke dalam silinder besar bagi

menggerakkan lengan kren.

Daya pada

omboh kecil

Injap A Injap B Injap C Kesan

Tarik ke atas buka tutup tutup Cecair mengalir dari takungan ke

dalam silinder kecil

Tolak ke bawah tutup buka buka Cecair ditolak ke dalam silinder

besar dengan kren digerakkan



contoh soalan :

1) seorang pemandu menekan pedal brek hidraulik keretanya apabila terlihat lampu isyarat

bertukar ke warna merah. Tekanan yang digunakan untuk menghentikan roda ialah 200 cm-2

.

Berapakah daya yang dikenakan ke atas pedal brek sekiranya luasnya ialah 20cm-2

?

P =

F = PA

F = 200 20

F = 4000N

2) dalam satu pemampat sampah hidraulik, jejari bagi ombih input ialah 0.64 cm manakala

jejari bagi omboh output ialah 5.1 cm. jika daya output 20000 N perlu dihasilkan, berapakah

daya input yang perlu dikenakan?

. <

.

F1 = .

fiz t4 bab 3

Documents