Bab 3: Daya dan Tekanan

3.1 Tekanan

Objektif

1) Satu blok kayu dengan dimensi 0.3m x 0.4 m x 5m diletakan diatas lantai. Jika jisim blok kayu tersebut ialah 400kg Berapakah tekanan maksimum yang dikenan oleh blok kayu tersebut keatas lantai

A) 1.00 x 104 N m-2

B) 2.00 x 104 N m-2

C) 3.33 x 104 N m-2

D) 4.80 x 104 N m-2

2) Kasut yang manakah akan mengenakan tekanan paling tinggi ke atas lantai jika dipakai oleh wanita yang sama?

3) Rajah 9 menunjukkan sebuah bongkah kayu berukuran 10 cm x 40 cm x 60 cm diletakkan di atas lantai. Jisim bongkah itu adalah 0.2 kg.

Berapakah tekanan minimum yang boleh dikenakan oleh bongkah itu pada lantai ?A) 8.33 N m-2

B) 33.33 N m-2

C) 50.00 N m-2

D) 83.33 N m-2

4) Rajah menunjukkan sebuah botol kosong yang dipengang oleh seorang pelajar

Molekul-molekul udara di dalam botol itu akan bergerak lebih perlahan apabila pelajar itu

A) meletakkan botol itu di dalam peti sejukB) menggoncang botol ituC) memicit botol ituD) membiarkan botol itu di bawah sinaran matahari

5) Rajah 8.1 menunjukkan dua batang rod keluli, P dan Q dipengang di atas dua bongkah plastisin Rajah 8.2 menunjukkan dua batang rod keluli itu selepas dijatuhkan ke atas dua bongkah plastisin itu.

Perbandingan yang manakah betul antara rod P dan rod Q

A) P menghentam bongkah plastisin dengan momentum yang lebih besar daripada QB) P mengenakan daya yang lebih besar pada bongkah plastisin daripada QC) P mengenakan tekanan yang lebih tinggi pada bongkah plastisin daripada QD) P tiba di bongkah plastisin dengan tenaga kinetik yang lebih besar daripada Q

6) Manakah antara rod kayu berikut mengenakantekanan yangpaling besar terhadap lantai. Setiap rod mempunyaijisim yang sama.

7) D iPetrosains, terdapat sebuah meja dengan paku-paku tajam ditanamdi atasnya. Rujuk Rajah 8.

Mengapa pelajar tersebut tidak merasa sebarang kesakitan apabila dia baring di atas meja tersebut?

A) paku-paku tersebut tidak cukup tajamB) pelajar tersebut tidak mempunyai berat yang cukupC) badan manusia boleh menahan kesakitanD) banyak paku menghasilkan luas permukaan yang besar untuk mengurangkan tekanan

8) Rajah 9.1 menunjukkan seorang wanita memakai kasut bertumit tinggi dan Rajah 9.2 menunjukkan dia memakai kasut sukan.

Perbandingan manakah yang betul?

A Tekanan di X = Tekanan di YB Tekanan di X < Tekanan di YC Tekanan di X> Tekanan di Y

9) Rod kayu yang manakah mengenakan tekanan yang paling kecil terhadap lantai? ( Setiap rod mempunyai jisim yang sama.)

10) Rajah 10 menunjukkan sebuah bikar mengandungi merkuri.

Berapakah tekanan yang dikenakan oleh merkuri ke atas titik X? [Ketumpatan merkuri = 13600 kg m-3]A1.2 × 103N m–2

B1.2 × 104N m–2

C1.2 × 105N m–2

D1.2 × 106N m–2

) Rajah 8 menunjukkan dua bongkah bata X dan Y yang serupa diletakkandalam dua keadaan berbeza di atas tanah berpasir sedang ditekan dengan daya yang serupa, F.

Apakah faktor yang menyebabkan bata Y lebih tenggelam ke dalam pasir?

A) Daya, FB) Berat blokC) Tekanan,P D) Ketumpatan blok

12) Rajah 12 menunjukkan seekor gajah berjisim 5000kg ke atas sebuah pentas dengan luas 50 cm2 semasa satu pertunjukkan sarkis

Berapakah tekanan dikenakan pada pentas itu?

A) 0.1 N m-2

A) 1 x 102 N m-2

A) 1 x 105 N m-2

A) 1 x 107 N m-2

13) Tiga bentuk kuboid 6kg yang berlainan bentuk diletakkan diatas meja. Antara kuboid A, B, dan C yang manakah mempunyai tekanan paling tinggi di atas meja?

Struktur

1) Rajah5.1 dan Rajah5.2 menunjukkan dua belon Adan B dikenakan daya yang sama

a) Apakahyang dimaksudkan dengan tekanan?_____________________________________________________________________________________

b) Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2

i) Belon manakah yang akan mudah pecah?______________________________________________________________________________

ii) Bandingkan tekanan yang dikenakanke atas belon______________________________________________________________________________

iii) Bandingkanluas permukaanjari dan jarum yang bersentuh pada belon______________________________________________________________________________

iv) Hubung kaitkan antara tekanan yang dikenakan pada belon dengan luas permukaan______________________________________________________________________________

v) Apakah yang akan berlaku kepada tekanan yang dikenakan ke atas belon, jika daya yang dikenakan bertambah ?______________________________________________________________________________

c) Nyatakan konsep fizik yang terlibat dalam Rajah 5.1 dan Rajah 5.2_____________________________________________________________________________________

d) Nyatakan satu aplikasi konsep fizik dalam 5 (c)dalam kehidupan seharian kita_____________________________________________________________________________________

3.2 Tekanan dalam cecair

Objektif

1) Rajah 9 menunjukkan sebuah barometer merkuri2)

Apakah yang berlaku kepada tinggi, h, jika tabung uji itu dicondongkan?

A) berkuranganB) bertambahC) tiada perubahan

2) Rajah 9 menunjukkan dua barometer yang masing-masing diisi dengan cecair X dan cecair Y

Ketumpatan cecair X ialah 12000 kg m-3

Berapakah ketumpatan cecair Y?

A) 2400 kg m-3

B) 9600 kg m-3

C) 12180 kg m-3

D) 15000 kg m-3

3) Rajah5 menunjukkan sebuah silinder yang mengandungi minyak masak

Ketumpatan minyak masak ialah800 kg m -3. T ekananyang dikenakan oleh minyak masak pada dasar bekas 2.4 x103Pa. Berapakah ketinggian minyakdi dalam bekas?

A) 24 cmB) 30 cmC) 80 cmD) 2400 cm

4) Ketumpatan bagi bahan Xialah 200 kgm-3. Didalam cecair yang manakah bahan X akan terapung?

Cecair Ketumpatan (kgm-3)A P 150B Q 170C R 190D S 220

5) Rajah 8 menunjukkan empat bekas yang sama diisi dengan jumlah cecair yang sama tetapi berbeza ketumpatannya.

Bekas manakahyang menghasilkan tekanan pada bahagiandasar yang paling tinggi?

A) Cecair PB) Cecair QC) Cecair RD) Cecair S

6) Rajah menunjukkan ikan dalamsebuah akuarium.(ketumpatan air adalah 1000 kgm-3)

Berapakah tekanan yang dikenakan oleh air terhadap ikan tersebut?

A) 800 000 Nm-2

B) 8000 Nm-2

C) 7000 Nm-2

D) 6000 Nm-2

7) Rajah 10.1 menunjukkan objek X dalam cecair R dan Rajah 10.2 menunjukkan objek yang sama dalam cecair S.

Pernyataan manakah yang menerangkan situasi rJi atas?

A) Cecair R adalah kurang tumpat daripada objek XB) Cecair S adalah kurang tumpat daripada cecair RC) Cecair S adalah lebih tunpat daripada objek XD) Cecair S adalah lebih tumpat daripada cecair R

8) Rajah 14 menunjukkan cecair X terapung di atas air datam tiub-U

Ketumpatan air ialah 1000 kg m-3

Berapakah ketumpatan cecair X?A 1500 kg m-3

B 1000 kg m-3

C 800 kg m-3

D 500 kg m-3

9) Rajah 8 menunjukkan cecair X dan cecair Y di dalam tiub kaca.

Pernyataan manakah betul?

A) PS = PT sebab S dan T berada pada kedalaman yang samaB) PS = PT sebab S dan T berada pada aras yang samaC) PS < PT sebab ketumpatan X lebih kecil daripada ketumpatan YD) PS > PT sebab S lebih dekat kepada dasar tiub

10) Rajah 9 menunjukkan sebuah manometer digunakan untuk mengukur tekanan gas dalam sebuah bekas.

Pernyataan yang manakah adalah benar mengenai tekanan gas di dalam bekas itu jikatekanan atmosfera adalah 76.0 cm Hg?

A) Tekanan gas adalah sifarB) Tekanan gas adalah sama dengan tekanan atmosferaC) Tekanan gas adalah 24.0 cm Hg lebih daripada tekanan atmosferaD) Tekanan gas adalah 24.0 cm Hg kurang daripada tekanan atmosfera

Struktur

1) Rajah 6.1 menunjukkan air memancut keluar dari lubang di tepi sebuah bekas.

Rajah 6.2 menunjukkan air memancut keluar dari lubang di tepi sebuah bekas yang lain

a) Apakah maksud tekanan?

_____________________________________________________________________________________

b) Perhatikan Rajah 6.1 dan Rajah 6.2

i) Bandingkan kedalaman lubang itu dari permukaan air

______________________________________________________________________________

ii) Bandingkan jarak ufuk yang dilalui oleh pancutan air itu

______________________________________________________________________________

iii) Hubungkaitkan jarak ufuk dalam (b) (ii) dengan tekanan air pada lubang itu

______________________________________________________________________________

iv) Hubungan tekanan air dengan kedalaman air

______________________________________________________________________________

c) Nyatakan dua lagi faktor yang mempengaruhi tekanan cecair

_____________________________________________________________________________________

d) Terangkan mengapa seorang penyelam tidak dapat bernafas dengan normal apabila ia berada di laut yang dalam

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) Rajah 3 menunjukkan satu bongkah konkrit diturunkan ke dasar sebuah tasik. Isipadubongkah itu ialah 2.5 m3 dan beratnya ialah 125 000 N. Ketumpatan air dalam tasik itu ialah 1 010 kg m–3

a) Nyatakan unit SI bagi tekanan

_____________________________________________________________________________________

b) Nyatakan satu faktor yang mempengaruhi tekanan pada satu titik di bawah permukaan cecair

_____________________________________________________________________________________

c) i) Hitungkan berat air yang disesarkan oleh bongkah itu

ii) Hitungkan tegangan, T, dalam kabel itu

4) Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan dua manometer merkuri dalam sebuah makmal. Bekalan gas dalam Rajah 5.1 mempunyai tekanan yang lebih rendah dari tekanan gas dalam Rajah 5.2

a) Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2

i) nyatakan kesamaan tentang magnitud dan arah tekanan

Magnitud ______________________________________________________________________

Arah __________________________________________________________________________

ii) Apakah jumlah tekanan pada titik W

______________________________________________________________________________

iii) nyatakan hubungan antara tekanan pada W dengan tekanan gas

______________________________________________________________________________

b) Berdasarkan jawapan di 5(a)(ii) dan 5(a)(iii), tulis persamaan perkataan yang menghubungkan antara tekanan atmosfera, tekanan merkuri dan tekanan gas

_____________________________________________________________________________________

c) i) Bekalan gas di keluarkan.

Terangkan perubahan turus merkuri dalam kedua-dua Rajah.

______________________________________________________________________________

ii) Beri satu sebab untuk jawapan anda di (c)(i).

______________________________________________________________________________

5) Rajah 2.1 menunjukkan dua bekas berlainan diisi dengan air. Tekanan air pada titik P dan titik Q adalah sama.

a) Apakah maksud tekanan?

_____________________________________________________________________________________

b) Nyatakan satufaktor yang mempengaruhi tekanan air di titik P dan titik Q.

_____________________________________________________________________________________

c) Hitungkan tekanan air pada titik P.

[Ketumpatan air = 1000 kgm-3]

d) Rajah 2.2 menunjukkan pancutan air apabila satu lubang dibuat berdekatan dengan dasar bekas B

Rajah 2.3 menunjukkan air dalam bekas B digantikan dengan cecair X yang mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada air

Lakarkan pancutan cecair X dalam Rajah 2.3

3.3 Tekanan Gas dan Tekanan atmosfera

Objektif

1) Alat manakah digunakan untuk mengukur tekanan atmosfera?

A) tolok bourdonB) barometerC) pyrometerD) meter hadlaju

2) Diberi tekanan atmosfera ialah 760 mmHg dan aras perbezaan merkuri dalam manometer di atas ialah 40 mm. Kirakan tekanan gas yang disalurkan dalam unit mmHg

A) 760 mmHgB) 720 mmHgC) 800 mmHgD) 780 mmHg

3) Satu pam penyedut yang bocor ditekan kepada dinding yang licin seperti di Rajah 12.1. Apabila dilepaskan,didapati pam penyedut tersebut tidak melekat pada dinding seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 12.2.

Pam penyedut tidak melekat pada dinding kerana

A) tekanan atmosfera adalah sama dengan tekanan udara di dalam penyedutB) tekanan atmosfera adalah kurang daripada tekanan udara di dalam penyedutC) tekanan atmosfera adalah lebih tinggi daripada tekanan udara di dalam penyedut

4) Rajah yang manakah menunjukkan dengan betul tekanan udara di dalam sebuah botol kosong?

5) Mengapatekanan atmosfera semakin berkurang pada tempatyang semakin tinggi altitudnya?

A) Suhu semakin berkurangB) Lapisan udara semakin nipisC) Ketumpatan udara meningkat.D) Isipadu udara tidak berubah

6) Rajah 20 menunjukkan susu pekat sedang dituang ke dalam sebuah cawan Susu susah mengalirdari tin yang mempunyai satu lubang sahaja kerana

A) tekanan atmosfera sama dengan tekanan udara di dalamtinB) tekanan atmosfera lebih besar berbanding tekanan udara di dalam tinC) tekanan atmosfera lebih kecil berbanding tekanan udara di dalam tin

7) Rajah 20menunjukkan susu pekat sedang dituang ke dalam sebuah cawan

Susu susah mengalirdari tin yang mempunyai satu lubang sahaja kerana

A) tekanan atmosfera sama dengan tekanan udara di dalamtinB) tekanan atmosfera lebih besar berbanding tekanan udara di dalam tinC) tekanan atmosfera lebih kecil berbanding tekanan udara di dalam tin

8) Rajah 11 menunjukkan sebuah barometer merkuri ringkas

Ketinggian A, B, C atau D yang manakah mengukur tekanan atmosfera?

9) Tekanan gas di dalam sebuah bekas bertutup adalah disebabkan oleh molekul gas

A) bergerak secara rawakB) bergerak dengan halaju yang samaC) berlanggar sesama sendiriD) berlanggar dengan dinding bekas

10) Situasi yang manakah berlaku disebabkan tekanan atmosfera?

A

Bola ping pong yang kemek menjadi bulat semula apabila direndam dalam air panasB

Menuang air keluar daripada botol

C

Menekan aising pada kek

D)

Menyedut air ke dalam picagari

11) Faktor yang manakah menyebabkan tekanan gas dalam silinder bertambah?

A) Purata laju bertambah. B) Isipadu silinder berkurang . C) Purata jarak molekul gas berkurang. D) Kadar perlanggaran antara molekul gas dengan dinding bekas bertambah.

12) Rajah 9 menunjukkan sebuah manometer yang disambungkan kepada sebuah tangki gas.

Berdasarkan pada aras merkuri, pernyataan yang manakah adalah benar ?

A) Tekanan dalam tangki gas = tekanan atmosfera. B) Tekanan dalam tangki > tekanan atmosfera. C) Tekanan dalam tangki gas < tekanan atmosfera.

13) Rajah 11 menunjukkan satu barometer merkuri ringkas. Antara jarak berikut yang manakah diukuruntuk menentukan tekanan atmosfera?

Struktur

1) Rajah5.1dan Rajah 5.2menunjukkan corong tisel yang ditutup dengan kepingan getah dan direndamkan ke dalam silinder penyukat yang mengandungi cecair Pyang ketumpatannya adalah 0·8 gcm-3. Sebuah manometer disambungkan kepada corong tisel dengan tiub getah. Kedalaman h1 dan h2 diukur dari permukaan cecair P ke kepingan getah.

a) Nyatakan kegunaan manometer?_____________________________________________________________________________________

b) Perhatikan Rajah5.1dan Rajah 5.2i) Bandingkan h1 dan h2______________________________________________________________________________

ii) Bandingkan perbezaan ketinggian paras air di dalam manometer.______________________________________________________________________________

iii) Namakan kuantiti jizik yang mewakili perbezaan ketinggian air dalam manometer.______________________________________________________________________________

iv) Hubung kait jawapan dalam 1(b)(i) dan 1(b)(ii)______________________________________________________________________________

v) Hubung kait kedalaman cecair dengan kuantiti jizzk dalam 1(b)(iii)._____________________________________________________________________________

c) Cecair P berketumpatan 0·8 gcm-3 dalam Rajah 5.2kemudian digantikan dengan cecair Q yang berketumpatan 1·0gcm-3.Ramalkan apa yang akan berlaku kepada perbezaan ketinggian air dalam manometer dan berikan sebab anda_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Esei

1) Rajah 9.1 menunjukkan kaki gunung dan puncak Gunung Kinabalu, Sabah

a) Apakah yang dimaksudkan dengan tekanan atmosfera?b) Menggunakan Rajah 9.1, bandingkan altitud di antara puncak gunung dan kaki gunung tekanan udara di puncak gunung dan kaki gunung dan ketumpakan udara di kedua-dua altitud

Nyatakan hubungan antara altitud dengan tekanan udara. Seterusnya buat kesimpulan hubungan antara tekanan udara dengan ketumpatan udara.

c) Rajah 9.2 menunjukkan satu penyedut minuman di dalam segelas air

terangkan bagaimana air itu dapat diminum dengan mengguanakan penyedut minuman

d) Kelab Pendaki Malaysia merancang satu ekspedisi mendaki Gunung Everset Sebagai seorang penasihat pasukan itu, anda diminta menetapkan reka bentuk peralatan yang diperlukan bagi semua ahli pasukan supaya mereka mampu bertahan daripada cuaca sejuk lampau sepanjang ekspedisi, seterusnya membantu mereka menakluki puncak gunung Everest dengan selamat. Suhu purata puncak gunung kira-kira -360C dan muka buminya dilitupi ais dan glasier,

Menggunakan pengetahuan tentang daya-daya, tekanan, suhu dan sifat bahan, nyatakan dan terangkan cadangan berdasarkan aspek-aspek berikuta) Pakaian pendakib) Jenis bahan digunakan untuk bag galasc) Cara bemafas di altitud yang tinggid) Reka bentuk peralatan pendakian

2) Rajah11.1 menunjukkan tekanan udara di dalam tayar sebuah kereta diukur oleh sebuah tolok tekanan.

a) Apakah maksud tekanan?b) Berdasarkan teori kinetik gas, terangkan mengapa tekanan udara di dalam tayar bertambah

i) apabila lebih banyak udara dipam ke dalamnyaii) selepas kereta menamatkan perjalanan yang jauh

c) Rajah11.2 menunjukkan sekeping kaca diangkat oleh sebuah mangkuk penyedut vakum. Udara dikeluarkan daripada mangkuk oleh sebuah pam vakum untuk menghasilkan vakum separa di dalam mangkuk itu. Tekanan atmosfera di luar menolak kepingan kaca pada mangkuk itu

Luas kepingan kaca yang diliputi oleh mangkuk penyedut ialah 0.0025 m2. Tekanan di dalam mangkuk dikurangkan kepada 45 000 Pa. Tekanan atmosfera di luar ialah 100 000 Pa.

i) Berapakah perbezaan antara tekanan atmosfera dan tekanan di dalam mangkuk?ii) Hitungkan daya yang dikenakan pada kepingan kaca disebabkan oleh beza tekanan di11(c)(i).iii) Hitungkan jisim maksimum kepingan kaca yang boleh diangkat oleh mangkuk ini

d) Rajah11.3 menunjukkan dua jenis pengangkat kaca yang digunakan untuk mengangkat panel kaca yang berat. Apabila tuas berengsel ditolak ke bawah, dipaksa keluar daripada mangkuk penyedut dan daya angkat dihasilkan. Pengangkat kaca itu boleh melekap dengan kuat pada panel kaca dengan cara menekannya ke atas kaca itu.

Jadual11 menunjukkan ciri-ciri empat jenis pengangkat kaca

Anda dikehendaki menentukan pengangkat kaca yang paling sesuai untuk mengangkat kepingan kaca yang besar dan berat dengan selamatKaji ciri-ciri keempat-empat pengangkat kaca itu berdasarkan aspek-aspek berikut:

i) Tekanan dalam mangkuk selepas tuas berengsel ditolak ke bawah.ii) Diameter mangkuk.iii) Lapik kedapiv) Bilangan mangkuk.Terangkan kesesuaian setiap ciri dan seterusnya tentukan pengangkat kaca yang paling sesuai. Beri sebab untuk pilihan anda.

3.4 Prinsip Pascal

Objektif

1) Rajah 10 menunjukkan sebuah pengangkat hidraulik

Pernyataan perbandingan yang manakah benar?

A) Daya F sama dengan berat bebanB) Daya F lebih besar dari berat bebanC) Tekanan keatas piston P sama dengan tekanan keatas piston QD) Tekanan keatas piston P lebih kecil daripada tekanan keatas piston Q

2) Manakah antara berikut mengaplikasikan prinsip Pascal?

3) 100 N daya dikenakan pada piston input berkeluasan 5 cm2 dalam pengangkat hidraulik. Kirakan jumlah tekanan terhadap cecair hidraulik tersebut.

A) 500 Ncm-2

B) 105 Ncm-2

C) 20 Ncm-2

D) 95 Ncm-2+

4) Antara situasi berikut, yang manakah mematuhi prinsip Pascal?

5) rajah 19 menunjukkan suatu sistem brek hidraulik

Hubungan yang manakah betul?

A) Daya pada P < daya pada QB) Daya pada P = daya pada QC) Daya pada P > daya pada Q

6) Rajah6 menunjukkan sebuah pam hidraulik.

Antara berikut, yang manakah benar tentang pam hidraulik?

A) Berat beban, W sama dengan daya yang digunakan,F .B) Jenis cecair yang paling sesuai digunakan ialah air .C) Tekanan pada omboh A lebih besar daripada tekanan pada omboh B.D) Semakin bertambah luas permukaan omboh A, semakin bertambah berat beban,W dapat diletakkan

7) Rajah 1 1 menunjukkan seorang pelajar sedang memicit satu tiub ubat gigi.

Ubat gigi mengalir keluar kerana

A) tekanan di Y sama dengan tekanan di XB) tekanan di Y lebih besar berbanding tekanan di XC) tekanan di Y lebih kecil berbanding dengan tekanan di X

8) Rajah 12 menunjukkan sebuah jek hidraulik.

Perbandingan manakah yang betul tentang tekanan dan daya?

A) Daya omboh R lebih kecil daripada berat bebanB) Daya onboh R lebih besar daripada berat bebanC ) Tekanan pada omboh R adalah lebih kecil daripada tekanan pada SD) Tekanan omboh R lebih besar daripada tekanan pada S

9) Rajah 10 menunjukkan sebuah kren mengangkat alang konkrit

Apakah prinsip yang digunakan untuk menggerakkan omboh pada lengan kren itu?

A) Prinsip PascalB) Prinsip ArchimedesC) Prinsip Bernoulli

10) Kehadiran gelembung udara di dalam sistem brek hidrolik menyebabkan sistem itu tidak dapat berfungsi dengan cekap. Pernyataan manakah menerangkan pemerhatian ini?

A) Gelembung-gelembung udara mengurangkan kelikatan cecair brek itu. B) Gelembung-gelembung udara terbebas apabila pedal brek ditekan.C) Gelembung-gelembung udara termampat apabila brek ditekan.D) Gelembung-gelembung udara mengembang apabila sistem brek menjadi panas disebabkan geseran.

11) Rajah menunjukkan sistem hidraulik ringkas

Apakah nilai daya dan tekanan pada Y berbanding daya dan tekanan pada X?

Daya pada Y berbanding X Tekanan pada Y berbanding XA Lebih Kecil Lebih KecilB Sama SamaC Lebih Besar SamaD Lebih Besar Lebih Besar

Struktur

1) Rajah 7.1 menunjukkan keratan rentas sistem brek hidraulik bagi sebuah kereta

a) i) Namakan prinsip fizik yang terlibat dalam sistem hidraulik ini______________________________________________________________________________

ii) Terangkan mengapa sistem brek in kurang berkesan jika terdapat gelembung udara terperangkap di dalam salur brek____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

b) Tandakan arah gerakan omboh pada silinder brek hadapan dan sislinder brek belakan pada rajah 7.1 apabila pedal break ditekan

c) Satu daya 15N dikenakan kepada pedal brek. Luas keratan rentas silinder utama, silindder brek hadapan dan silinder brek belakang adalah 5.0 x 10-4 m2 , 6.0 x 10-4 m2 dan 5.5 x 10-4 m2 masing- masing

i) Hitungkan tekanan yang bertindak ke atas minyak dalam brek hidraulik itu

ii) Hitungkan daya yang dikenakan pada setiap omboh brek hadapan

d) Berdasarkan Rajah 7.1i) Terangkan ubahsuaian terhadap saiz omboh utama supaya sistem brek dapat berfungsi secara berkesan__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ii) Terangkan mengapa silider brek belakang sebelah kanan dan sebelah kiri mesti mempunyai luas keratan rentas yang sama____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Esei

1) Rajah 11.1menunjukkan sebuah bekas yang tinggi ditebuk dengan tiga lubang yang sama saiz Q, R dan S di sisinya. Bekas di isikan dengan air sehingga aras P.

a) i) Apakah yang dimaksudkan dengan tekanan?ii) Apabila penutup-penutup itu dibuka, air memancut keluar dari Q, R dan S. Lukis dan label satu rajah untuk menunjukkan laluan pancutan air dari lubang-lubang Q, R dan S.iii) Menggunakan konsep fizik, terangkan laluan pancutan air dari Q, R dan S

b) Rajah 11.2menunjukkan satu sistem hidraulik yang digunakan untuk menaikkan beban

Daya 50 N dikenakan ke atas omboh A yang mempunyai luas keratan rentas 2 cm2. Satu beban diletakkan di atas omboh B yang mempunyai luas keratan rentas 15 cm2

.i) Hitungkan daya yang bertindak pada omboh Bii) Hitungkan jarak yang dilalui oleh omboh B jika omboh A bergerak ke bawah sebanyak 21 cm.

c) Jadual 11.3 menunjukkan empat kapal selam K, L, M dan N dengan spesifikasi yang berbeza. Anda dikehendaki menentukan kapal selam yang paling sesuai untuk kegunaan pertahanan. Kaji spesifikasi keempat-empat kapal selam itu dari aspek berikut

- Gelombang untuk tujuan pengesanan- Alat-alat optik- Bentuk kapal selam- Sumber-sumber tenaga

Terangkan kesesuaian aspek-aspek itu. Beri sebab bagi pilihan anda

2) Rajah 9.1 menunjukkan satu pengangkat hidraulik digunakan untuk mengangkat beban Q dan R

a) i) Apakah maksud tekanan>

ii) Satu daya 100N digunakan untuk menolak omboh P ke bawah boleh mengangkat omboh Q dan omboh R. Merujuk kepadah Rajah 9.1, bandingkan tekanan yang dikenakan pada omboh Q dan omboh R, luas keratan rentas dan daya yang terhasil pada omboh Q dan R

Hubungkaitkan luas keratan rentas omboh dengan daya yang terhasil pada omboh. Namakan satu prinsip fizik yang menghubungkan luas keratan rentas dan daya yang bertindak pada omboh

Q dan Rb) Rajah 9.2 menunjukkan keratan rentaas sayap kapal terbang. Sayap ini membantu kapal terbang terangkat apabila memecut di sepanjang landasan terbang

Namakan bentuk dalam Rajah 9,2 dan terangkan bagaisamana kapal terbang boleh terangkat ke udara

c) Kapal selam digunakan untuk bergerak dalam air. Menggunakan konsep fizik yang sesuai, terangkan bagaimana anda merekabentuk struktur asas sebuah kapal selam kecil bagi kegunaan penerokaan dalam air

Reka bentuk hendaklah meliputi aspek-aspek berikuti) bahan dan ketebalan dinding kapal selamii) bentuk kapal selamiii) kebolehan untuk menyelamiv) perlatan untuk mengesan halangan dalam air dan kedalaman

3) a) Rajah 9.1 menunjukkan dua botol susu yang serupa terapung dalam cecair P dan cecair Q masing-masing. Botol susu itu terapung kerana daya bersih yang bertindak ke atas botol itu adalah sifar

i) Apakah yang dimaksudkan dengan daya bersih?______________________________________________________________________________

ii) Menggunakan Rajah 9.1, bandingkan kedudukan botol susu dalam cecair P dan cecair Q. Bandingkan jugaa berat botol dan daya julangan yang bertindak ke atas botol dalam cecair P dan cecair Q. Bandingkan ketumpatan cecair P dan cecair Q. Hubungkaitkan kedudukan botol dengan ketumpatan cecair bagi menghasilkan satu konsep fizik yang sesuai

b) Rajah 9.2 menunjukkan satu jek hidraulik yang ringkas

Terangkan bagaimana pemberat M boleh diangkat dan berikan satu sebab mengapa luas keratan rentas omboh A lebih kecil dari luas keratan rentas omboh B

c) Jek hidraulik ringkas dalam Rajah 9.2 tidak sesuai untuk digunakan bagi mengankat sebuah kereta di dalam bengkel membaiki kereta. Menggunakan konsep fizik yang sesuai, terangkan pengubahsuaian yang diperlukan bagi membolehkan mesin ini mengangkat kereta dengan lebih mudah. Pengubahsuaian adalah merangkumi aspek-aspek berikut

i) kaedah supaya daya yang kecil sahaja dikenakan pada omboh Aii) komponen untuk mengawal pengaliran cecair di dalam jek hidraulikiii) komponen di dalam jek hidraulik untuk menuruunkan keretaiv) saiz ombohv) jenis cecair yang digunakan

3.5 Prinsip Archimedes

Objektif

1) Rajah 14 menunjukkan 2 ekor itik mainan terapung diatas permukaan cecair X dan cecair Y

Yang manakah pernyataan berikut adalah benar?

A) Ketumpatan cecair X kurang daripada ketumpatan cecair YB) Daya tujah keatas yang bertindak keatas itik dalam cecair X lebih tinggi dari daya tujah keatas yang bertindak keatas itik dalam cecair YC) Daya tujah keatas dalam cecair X sama dengan daya tujah keatas dalam cecair Y

2) Rajah 13 menunjukkan sebiji epal sedang terapung dalam sebuah bikar berisi air

Manakah pernyataan berikut menerangkan daya keapungan dengan betul?

A) Daya keapungan sama dengan jisim air yang disesarkanB) Daya keapungan sama dengan berat epalC) Daya keapungan sama dengan isipadu air yang disesarkanD) Daya keapungan sama dengan jisim epa

3) Rajah 11 menunjukkan dua bongkah K dan L yang mempunyai jisim yang sama direndam ke dalam cecair M dan cecair N masing-masing

Pernyataan yang manakah betul?

A) Berat L lebih besar daripada berat K

B) daya julangan pada K lebih besar daripada daya julangan pada LC) Ketumpatan cecair M lebih besar daripada ketumpatan cecair N

4) Rajah 12 menunjukkan sebuah hidrometer terapung di suatu cecair, p, q, dan r adalah tiga bacaan yang ditanda pada batang hidrometer itu

Hubungan yang manakah betal?

A) p > q> rB) q> p > rC) q> r > pD) r > q > p

5) Rajah7 menunjukkan sebuah kapal yang penuh dengan beban terapung di atas permukaan air laut.

Jika air yang tersesar oleh kapal ialah350 m3, berapakah dayatujah yang bertindak keatas kapal?[Ketumpatan air laut= 1030 kgm-3]

A) 3.6 x 10 5NB) 3.6 x 10 6NC) 3.6 x 10 7 ND) 3.6 x 10 8N

6) Rajah 12 menunjukkan seorang budak dengan jisim25 kg di atas sebuah rakit yang sedang terapung

Jika daya tujah yang bertindak adalah 1 100N, berapakah jisim rakit?

A) 1075 kgB) 850 kgC) 250 kgD) 85 kg

7) Rajah 13 menunjukkan satu objek dialihkan dari bikar

Apakah yang berlaku kepada bacaan neraca spring?A) BertambahB) BerkurangC) Tidak beruba

8) Rajah 11 menunjukkan keratan rentas sebuah bongkah ais terapung di permukaan laut.

Pernyataan yang manakah betul?

A) Berat bongkah ais = Berat air laut tersesarB) Isipadu bongkah ais = Isipadu air laut tersesarC) Ketumpatan bongkah ais = Ketumpatan air laut tersesar

9) Satu objek berjisim 2 kg dan ketumpatan 8 x 103 kgm-3direndamkan ke dalam air laut. Ketumpatan air laut ialah 1.03 x 103kg m-3, berapakah daya julangan yang bertindak?

A) 1.2 N B) 2.6 N C) 3.0 N D) 3.4 N E) 4.0N

Struktur

1) Rajah 3.1menunjukkan hidrometer yang terapung pegun di dalam air

Satu prinsip menyatakan bahawaBila suatu objek yang direndamkan sepenuh atau sebahagiannya di dalam bendalir, daya tujah yang bertindak ke atas objek itu adalah sama dengan berat bendalir yang tersesar.

a) i) Namakan prinsip di atas.______________________________________________________________________________

ii) Tandakan dengan anak panah arah daya-daya yang bertindak ke atas hidrometer pada Rajah 3.1.

b) Hidrometer itu dikeluarkan dari air, dikeringkan dan dimasukkan ke dalam minyak.i) Ramalkan panjang hidrometer yang tenggelam di dalam minyak, berbanding panjang di dalam

air______________________________________________________________________________

ii) Nyatakan satualasan untuk jawapan anda dalam 3(b)(i)______________________________________________________________________________

c)

Rajah 3.2 menunjukkan satu objek yang mempunyai berat 0.25 N terendam sepenuhnya di dalam air.Berat ketara bahan itu ialah 0.22 N. (Ketumpatan air = 1000 kg m-3)

i) Berapakah daya apungan yang bertindak ke atas objek?

ii) Tentukan isipadu objek itu.

2) Rajah 3 menunjukkan dua botol susu yang sama dan masing-masing direndamkan dalam cecair P dan Q

a) i) Lukis dan labelkan dua daya yang bertindak ke atas botol susu apabila direndamkan dalam cecair P___________________________________________________________________________

ii) Nyatakan perhubungan di antara dua daya tersebut berdasarkan jawapan anda dalam 3 (a) (i)______________________________________________________________________________

b) Nyatakan prinsip fizik yang berkaitan dengan situasi yang deberikan dalam rajah

_____________________________________________________________________________________ c) Sedikit kandungan botol yang direndakam dalam cecair P dikeluarkan. Botol itu direndamkan semula dalam cecair P.

i) Nyatakan apa yang berlaku kepada botol______________________________________________________________________________

ii) Botol dimasukkan ke dalam cecair yang lebih tumpat. Nyatakan apa yang berlaku kepada botol. terangkan jawapan anda.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3) Dua biji epal dengan saiz dan jisim yang sama, sebiji dari setiap epal tersebut dicelupkan ke dalam minyak dan air secara berasingan .Buah epal tersebut terendam pada aras yang berbeza di dalam kedua-dua cecair tersebut. Ketumpatan minyak adalah 800 kg m-3 dan ketumpatan air ialah 1000 kg m-3

.

Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menggambarkan situasi buah-buah epal itu di dalam minyak dan air.

a) Apakah yang dimaksudkan dengan jisim?_____________________________________________________________________________________

b) Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2

i) Bandingkan aras epal di dalam minyak dan di dalam air_____________________________________________________________________________

ii) Bandingkan isipadu cecair yang disesarkan oleh epal itu di dalam minyak dan di dalam air_____________________________________________________________________________

iii) Bandingkan ketumpatan minyak dan air_____________________________________________________________________________

c) i) Hubungkaitkan isipadu cecair yang disesarkan dengan ketumpatan cecair_____________________________________________________________________________

ii) Nyatakan hubungan di antara berat epal dengan berat cecair yang tersesar_____________________________________________________________________________

d) Namakan satu prinsip fizik yang menerangkan situasi di atas.____________________________________________________________________________________

e) Kapal selam boleh belayar di permukaan laut dan di bawah permukaan laut menggunakan prinsip yang anda namakan dalam (d).Bagaimanakah kapal selam di dasar laut boleh terapung di permukaan laut?

___________________________________________________________________________________

4) Rajah 7.1 menunjukkan sebuah hidrometer untuk mengukur ketumpatan cecair

a) i) Namakan prinsip yang terlibat______________________________________________________________________________

ii) Rajah 7.2 menunjukkan hidrometer dalam cecair P dan cecair Q

Bandingkan ketumpatan cecair P dan cecair Q______________________________________________________________________________

iii) Terangkan bagaimana hidrometer tersebut boleh dijadikan lebih sensitif____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

b) Rajah 7.3 menunjukkan sebuah kapal dengan garisan Plimsoll pada sisinya

i) Nyatakan mengapa garisan-garisan ini penting kepada kapal_____________________________________________________________________________

ii) Berat kapal ialah 1.5 x 105N dan ketumpatan air laut ialah 1.15 x 103kg m-3

Nyatakan Daya Julangan oleh air laut kepada kapal____________________________________________________________________________

iii) Hitungkan isipadu air yang disesarkan oleh kapal

c) Berdarsarkan rajah 7.3, nyatakan hubungan antara ketinggain, h, dan ketumpatan air apabila kapal berlayar (h ialah ketinggina antara permukaan air dan dek kapal)__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

d) Cadangkan dua kaedah untuk menjadikan kapal tersebut lebih stabil____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Esei

1) Rajah1 1.1 menunjukkan belon udara yang digunakan sebagai belon kajicuaca untuk membawa peralatan radiosonde bagi mengumpul data mengenai atmosfera. Belon cuaca naik ke udara disebabkan oleh prinsip Archimedes.

a) i) Nyatakan prinsip Archimedes

ii) Jelaskan mengapa sebuah belon yang sedang naik keudara akan berhenti pada altitud tertentu

b) Jadual1 1.2 menunjukkan ciri-ciri empat belon cuaca, P , Q, R dan S

Anda dikehendaki menentukan belon cuaca yang paling sesuai untuk membawa peralatan ke altitud yang lebih tinggi dalam masa yang lebih pendek.Kaji ciri-ciri bagi kesemua empat belon kajicuaca itu dari aspek berikut:

- Saiz belon- ketumpatan gas yang di isike dalam belon- Jenis fabrik bagi belon- jisim peralatan radiosonde

Jelaskan kesesuaian aspek-aspek itu.Beri sebab bagi pilihan anda

c) Rajah1 1.3 menunjukkan sebuah belon yang mengandungi gas helium.Isipadunya ialah1.2 m3 . Ketumpatan gas heliumialah 0.18 kgm-3

i) Dengan mengabaikan jisim belon,kirakan jisim gas helium di dalam belon

ii) Kirakan daya tujah keatas yang bertindak pada belon . (Ketumpatan udara ialah 1.3 kgm-3)

2) Rajah 11.1 menunjukkan satu bekas diisi penuh dengan cecair Y. Luas tapak bekas itu adalah A m2 dan tingginya h m. Ketumpatan cecair Y diberi sebagai ρ kg m-3

a) Apakah yang dimaksudkan dengan tekanan

b) Tuliskan formula untuk setiap kuantiti berikuti) Isipadu cecair Y

ii) Jisim cecair Y

iii) Daya yang bertindak pada dasar bekas air itu

c) Dengan menggunakan formula daripada (b), terbitkan unit SI untuk tekanan

d) Sebuah kapal selam kecil dapat menampung tekanan air maksima 3.0 x 105 N m-2 Tentukan kedalaman air maksima yang dapat dimasuki oleh kapal selamitu (Ketumpatan air -=1.0 x 103kg m-3)

e) Anda ditugaskan untuk mengkaji ciri-ciri setiap jenghaut dalam jadual 11 dan pilih sebuah jengkaut yang boleh melakukan kerja berat. contoh jengkaut diberikan dalam Rajah 11.2. terangkan kesesuaian ciri-ciri setiap jengkaut. Pilih jengkaut yang paling sesuai. Berikan kepada pilihan anda.

Prinsip Bernoulli

Objektif

1) Rajah 11 menunjukkan keratan rentas sebuah aerofoil

Bila angin bertiub melalui aerofoil, dimanakah kawasan yang ditandakan A, B, C, atau D mengalami tekanan paling rendah?

2) Rajah 12 menunjukkan keadaan bila air yang dipam melalui paip dari aras rendah ke aras yang tinggi

Jika dibandingkan dengan air pada aras bawah, air pada aras atas

A) Mempunyai kelajuan yang lebih tinggi dan tekanan yang lebih tinggiB) Mempunyai kelajuan yang lebih tinggi dan tekanan yang rendahC) Kurang kelajuan dan tekanan rendahD) Kurang kelajuan dan tekanan lebih tinggi

3) Bila udara ditiupkan kedalam corong turas melalui arah yang ditunjukkan didalam rajah 113, didapati bola ping pong tidak jatuh kebawah

Fenomena ini boleh diterangkan oleh

A) Prinsip ArchimedesB) Prinsip BernoulliC) Prinsip Pascual

4) Rajah 11 menunjukkan bumbung sebuah rumah tercabut semasa ribut kencang

Prinsip manakah menerangkan kejadian ini ?

A) Prinsip PascalB) Prinsip BernoulliC) Prinsip ArchimedesD) Prinsip keabadian tenaga

5) Rajah 13 menunjukkan sebuah penunu bunsen

Udara disedut ke dalam penunu bunsen itu menggunakan

A) Hukum Pertama NewtonB) Prinsip PascalC) Prinsip ArchimedesD) Prinsip Bernoulli

6) Rajah9 menunjukkan sebuah tiub Bernoulli.Udara ditiupdari arah kiri kekanan.

Rajahyang manakah menunjukkan aras air yang betul pada tiub T , U, V dan W?

7) Apabila gas berhalaju tinggi dialirkan, pada kawasan manakah tekanan adalah paling rendah?

8) Rajah 15 menunjukkan sebiji bola ping pong diletakkan di bawah aliran air

Manakah yang menerangkan pemerhatian di atas?

A) Prinsip PascalB) Prinsip Bernoul!iC) Prinsip ArchimedesD) Prinsip Keabadian Momentum

9) Rajah manakah menunjukkan aras air yang betul apabila air mengalir secara mantap melalui tiub kaca itu?

10) Rajah menunjukkan sekeping kertas sedang terbang ditiup angin

Pernyataan manakah menerangkan fenomena di atas? A) Ketumpatan kertas lebih kecil daripada ketumpatan udara. B) Daya angkat sama dengan berat kertas itu. C) Laju aliran udara di atas kertas lebih rendah daripada di bawah kertas.. D) Tekanan udara di ataskertas lebih rendah daripada di bawah kertas

Struktur

1) Rajah 2.1 dan 2.2 menunjukkan dua buah tiub venture untuk tujuan mengkaji perhubungan antara halaju bendalit dan tekanan

a) Nyatakan kesamaan tentang luas keratan rentas, halaju dan tekanan pada kawasan A dan E, jika A dibandingkan dengan kawasan B dan C dalam rajah 2.1 dan E dibandingkan dengan kawasan D dan F dalam rajah 2.2

i) Luas keratan rentas: ________________________________________________________

ii) Halaju: __________________________________________________________________

iii) Tekanan: ________________________________________________________________

b) Berdasarkan jawapan di l (a) namakan prinsip fizik yang terlibat____________________________________________________________________________________

c) Tandakan kenaikan aras air di A, B, dan C dalam rajah 2.1

d) Bandingkan tekanan di D, Em dan F dalam rajah 2.2 apabila air mengalir__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2) Rajah 7.1 menunjukkan suatu keratan rentas bagi sayap sebuah pesawat udara yang sedang bergerak. Sayap pesawat udara itu mengalami daya angkat.

a) Namakan bentuk keratan rentas dalam Rajah 7.1_____________________________________________________________________________________

b) Pada Rajah 7.1i) Lukis dan labelkan arah aliran udaraii) Labelkan kawasan tekanan udara tinggi dan rendahiii) Menggunakan anak panah, tunjukkan arah daya angkat F

c) Rajah 7.2 menunjukkan sebuah penunu Bunsen menyala dengan nyalaan kuning

i) Terangkan bagaimana nyalaan biru dapat dihasilkan________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

ii) Cadangkan one pengubahsuaian kepada penunu itu untuk menghasilkan nyalaan yang lebih besar. Jelaskan jawapan anda.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

iii) Nyatakan prinsip fizik yang digunakan dalam penunu Bunsen______________________________________________________________________________

2) Rajah 3 menunjukkan sebuah penyembur racun serangga

a) i) Kawasan mana antara P, Q, R akan mengalami tekanan tinggi?______________________________________________________________________________

ii) Terangkan mengapa kawasan tersebut mengalami tekanan tinggi?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

b) Kawasan mana yang mengalami tekanan atmosfera?_____________________________________________________________________________________

c) Terangkan bagaimana racun serangga sembur keluar daripada bekas__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

d) Namakan prinsip fizik yang terlibat dalam pemerhatian di atas_____________________________________________________________________________________

Esei

1) a) Rajah 9.1 menunjukkan paip mengufuk dengan dua diameter berbeza dan tiga tiub kacamenegak pada titik X,Y dan Z. Air mengalir dari satu hujung ke hujung yang lain.

- kelajuan air di dalam paip pada titik X dan Y. Terangkan jawapan anda

- Bandingkan ketinggian turus air dalam ketiga-tiga tiub kaca.

-Hubungkan tekanan dengan kelajuan air dalam tiub.

b)

Rajah 9.2 menunjukkan bumbung sebuah rumah terangkat oleh angin yang kencang(rebut). Terangkan mengapa.

c) Rajah 9 3 menunjukkan sebuah 'hang glider'. la direka supaya membenarkan pengaliran udara dipermukaan layar supaya glider mudah terangkat.

Anda dikehendaki memberi cadangan untuk mereka bentuk glider untuk tujuan rekreasi. Menggunakan konsep fizik yang sesuai, cadang dan terangkan pengubahsuaian atau cara yang boleh dilakukan untuk meningkatkan keberkesanannya berdasarkan kepada aspek-aspek berikut :. Saiz layar digunakan.. Kabel penyokong.. Bahan yang digunakan untuk layar.. Pemasangan dan pengangkutan.. Bahan untuk struktur seperti rangka utama dan 'safety bar

2) Penunu Bunsen merupakan salah satu alat pemanas yang penting dalam makrnal sains

a) Nyatakan prinsip yang digunakan dalam penunu Bunsen

b) Dengan bantuan Rajah 11.1 ,huraikan bagaimana satu penunu Bunsen berfungsi.

c) Padapertandingan Rolret Air Kebangsaan, pemenang perlu merekabentuk sebuah roket air yang boleh dilancarkan pada ketinggian y ang maksimum, jar ak yang Iebih jauh dan mengambil masa yang lama untuk mendaratAnda ditugaskan untuk mengkaji ciri-ciri roket yang ditunjukkan dalam rajah 11.2 dan menentukan roket air yang paling sesuai digunakan dalam pertandingan ini. Beri sebab untuk pilihan anda

d) Berat suatu objek di udara dandi dalam air ditunjukkan dalam Rajah 11.3

i) Berat air yang tersesarii) Isipadu objek ituiii) Ketumpatan objek itu