GERAKAN DI UDARA DAN AIR

NOTA

1. Reka bentuk hidrofoil dan hoverkraf yang istimewa membolehkannya bergerak dengan kelajuan tinggi.

2. Apabila kenderaan di air bergerak, geseran wujud antara kenderaan dan air yang menentang gerakan kenderaan.

3. Suatu objek yang boleh bergerak dengan berkesan di dalam air adalah dalam bentuk larus.

Bentuk Larus

4. Bot laju dibina mengikut bentuk larus untuk mengurangkan geseran.

5. Semua objek yang dimasukkan ke dalam air akan menjadi ringan.

6. Pengurangan berat ini disebabkan oleh suatu daya tujah ke atas yang menyokong objek.

7. Daya tujah ke atas adalah berlawanan arah dengan daya tarikan graviti (berat).

8. Prinsip Archimedes menyatakan bahawa tujah ke atas adalah sama dengan berat bendalir yang disesarkan oleh objek yang terendam sebahagian atau sepenuhnya dalam bendalir itu.

Daya tujah ke atas = Berat cecair yang disesarkan

9. Sesuatu objek akan terapung jika berat objek sama dengan tujah ke atas.

10.Prinsip Bernoulli menyatakan bahawa apabila halaju bendalir bertambah, tekanan bendalir akan berkurang dan sebaliknya.

11.Daya angkat bergantung kepada perbezaaan tekanan udara antara bahagian atas dengan bahagian bawah sayap kapal terbang yang berbentuk aerofoil.

1

AKTIVITI 1

1. Tulis daya F1, F2, F3 dan F4 yang bertindak ke atas sebuah kapal terbang dalam ruangan yang disediakan.

AKTIVITI 2

Lengkapkan ruang tentang aplikasi Prinsip Bernoulli dalam penerbangan pesawat terbang.

Sayap berbentuk _________________ menyebabkan pengaliran udara yang lebih _____________di bahagian atas daripada di bahagian bawahnya. Mengikut prinsip __________________, bahagian atas aerofoil di mana pengaliran udara yang laju akan mempunyai tekanan yang __________,

2

AKTIVITI 3

Lengkapkan penerangan tentang prinsip Archimedes dalam kapal laut di bawah.

Kapal laut mempunyai suatu ruang yang besar untuk ___________________

isipadu air laut yang banyak.

Maka _______________ ke atas yang dihasilkan adalah sama dengan berat

kapal dan muatannya.

______________________ yang ditandakan pada sisi kapal menunjukkan

____________________yang selamat untuk mengisi muatan kapal pada

kawasan perairan yang berbeza.

AKTIVITI 4

Lengkapkan penerangan tentang prinsip Archimedes dalam kapal selam di bawah.

Apabila tangki balast kapal selam diisi dengan ________________,

_________________ ke atas kapal selam akan _______________beratnya.

Maka kapal selam terapung di permukaan air laut .

Apabila tangki balastnya diisi dengan __________________,tujah ke atas kapal

selam akan __________________daripada beratnya. Maka kapal selam

_____________________ke dalam laut.

3

SOALAN OBJEKTIF

1. Antara bentuk berikut, yang manakah paling sesuai bagi suatu objek supaya dapat bergerak dengan senang di dalam air?

A Bulat B Bujur C Larus D Segi tiga

2. Sebuah bongkah logam yang berukuran 10m X 5m X 4m tenggelam sepenuhnya dalam air. Jika ketumpatan air laut ialah 1000 kgm-3 . Hitungkan daya tujah yang bertindak ke atas bongkah itu.

A 2 X 105 N B 2 X 102N C 2 X 106N D 2 X 103N

3. Suatu objek boleh terapung dalam sesuatu cecair kerana tujah ke atas

A sama dengan berat objekB kurang daripada berat objekC sama dengan berat air disesar oleh objekD sama dengan kehilangan berat ketara objek

4. Antara ciri berikut, yang manakah sesuai untuk kenderaan yang bergerak di permukaan air?

I Berbentuk aerofoilII Boleh terapung di airIII Stabil

A I sahaja B III sahaja C I dan II sahaja D II dan III sahaja

5. Bongkah kayu boleh terapung di permukaan air kerana

I berat bongkah kayu sama dengan tujah ke atasII berat air disesar sama dengan berat bongkah kayuIII isipadu yang disesar sama dengan isipadu bongkah kayu

A I sahaja B III sahaja C I dan II sahaja D I dan III sahaja

6. Satu objek yang mempunyai berat di udara 10N menunjukkan berat 8N apabila direndam dalam air. Antara pernyataan berikut, yang manakah betul? (Ketumpatan air = 1 g cm-3 )

I Daya tujah ke atas ialah 2 NII Berat air yang disesar ialah 2 NIII Isipadu air yang disesar ialah 200cm3

4

A I sahaja B II sahaja C I dan II sahaja D I, II dan III 7. Antara pernyataan berikut, yang manakah menerangkan sebab enjin jet

dapat bergerak ke hadapan?

A Sayap berbentuk aerofoil.B Turbin yang berputar laju menghasilkan tujah ke hadapan.C Pembakaran bahan api menghasilkan gas panas yang memancut keluar ke belakang.D Pembakaran bahan api menghasilkan gas ringan yang cenderung naik ke atas.

8. Prinsip Bernoulli digunakan dalam alat-alat berikut kecuali

A jek hidraulik C pam turasB penyembur racun serangga D penunu Bunsen

9. Apabila suatu objek tenggelam di dalam air,

I berat air yang disesarkan adalah sama dengan berat objekII tujah ke atas pada objek itu adalah sifarIII ketumpatan objek lebih daripada ketumpatan air

A I dan II B II sahaja C II dan III D III sahaja

10.Sebuah bongkah keluli yang padat akan tenggelam di dalam air, tetapi satu tin kosong yang sama berat dengan bongkah keluli itu boleh terapung pada permukaan air. Apakah inferens yang boleh dibuat daripada pemerhatian ini?

I Berat air yang disesarkan oleh bongkah keluli adalah kurang daripada berat bongkah itu.II Berat air yang disesarkan oleh tin kosong adalah sama dengan berat tin itu.III Tiada tujah ke atas bertindak pada bongkah keluli itu.

A I sahaja B III sahaja C I dan II sahaja D II dan III sahaja

5

SOALAN STRUKTUR

1.

Rajah di atas menunjukkan susunan radas bagi satu eksperimen untuk menentukan ketumpatan objek X. [ Diberi ketumpatan air = 1 g /cm3]

(a) Berapakah jisim air yang disesarkan?

(b) Hitungkan tujah ke atas objek X. [ Daya bertindak ke atas jisim 1 kg = 10N]

(c ) Berapakah jisim objek X dalam air?

d) (i) Hitungkan jisim objek X di udara.

(ii) Hitungkan ketumpatan objek X.

6

2. Rajah di bawah menunjukkan sebuah pesawat terbang yang terbang dengan laju tetap.

(a) Namakan keempat-empat daya F1,F2,F3 dan F4F1: ______________________F2: ______________________F3: ______________________F4:_______________________

(b) Apakah bentuk kapal terbang tersebut?_______________________________

(c) Nyatakan prinsip yang diaplikasikan oleh kapal terbang.__________________________________

(d) Namakan satu alat lain yang menggunakan prinsip yang sama.___________________________________

3.

7

Rajah di sebelah menunjukkan air sedang mengalir melalui tiub mengikut arah seperti yang ditunjukkan.

(a) (i) Tandakan aras air dalam tiub P, Q dan R pada rajah di sebelah

(ii) Berikan sebab kepada jawapan anda di (a)(i).

(b) Rajah di bawah menunjukkan dua biji bola pingpong digantung dengan menggunakan benang halus. Udara ditiupkan dengan kuat melalui ruang di antara kedua-dua bola pingpong tersebut. Tandakan dengan anak panah, arah pergerakan bola pingpong.

(c) Nyatakan teori yang menjelaskan pemerhatian-pemerhatian pada kedua- dua rajah di atas.

SOALAN ESEI

1. (a) (i) Nyatakan prinsip Archimedes. (ii) Terangkan kenapakah sebuah bot akan terapung di atas permukaan air tetapi satu bongkah logam yang sama jenis dan berat akan tenggelam.

(b) Nyatakan daya-daya yang terlibat apabila satu benda berada di dalam air. Apakah hubungan antara daya-daya yang terlibat apabila benda itu terapung dan tenggelam.

8

GERAKAN DI AIR DAN DI UDARA

Jawapan Objektif

1. C 2. C 3. A 4. C 5. C 6. D 7. D 8. A 9. D 10. C

Jawapan Soalan Struktur

1. (a) 427g

(b) 42.7 x 10 = 0.427N 1000 (c) 64.6 g (d) (i) 64.6 + 42.7 = 106.4 g (ii) 106.4 = 2.29 gcm3

42.7

2. (a) F1: Daya angkat F2: Daya tujahan F3: Berat F4: Daya seretan

(b) Aerofoil (c) Prinsip Bernoulli (d) Karburator/Pam Turas/Penunu Bunsen

3. (a) (i)

(ii) Kawasan aliran yang lebih laju tekanannya menjadi rendah maka aras air paling rendah di Q kerana ditekan oleh tekanan yang tinggi

9

dari luar.

(b)

(c) Prinsip Bernoulli

Jawapan Soalan esei

1. (a) (i) Prinsip Archimedes menyatakan bahawa apabila suatu objek direndam di dalam sesuatu cecair, ia akan mengalami pengurangan

berat. Tujah ke atas yang bertindak pada objek tersebut adalah sama berat dengan isipadu cecair yang disesarkan.

(ii) Sebuah bot mempunyai ruang yang besar di dalamnya. Sebahagian bot yang dimasukkan ke dalam air akan menyebarkan berat isipadu yang sama dengan berat bot itu. Oleh itu, bot akan terapung. Satu bongkah logam yang sama berat mempunyai isipadu yang jauh lebih kecil daripada sebuah bot. Berat isipadu air yang disesarkan jauh lebih kecil berbanding dengan berbongkah logam. Oleh itu bongkah logam akan tenggelam.

(b) Daya tujah

Daya ufuk Daya tujah

Berat

Objek akan terapung apabila berat = daya tujah Objek akan tenggelam apabila berat > daya tujah

10