Praktikal 2: Daya dan Gerakan

Objektif : 1. Mengenal pasti jenis daya yang berbeza di dalam konteks yang

berlainan.

2. Mengukur pecutan objek yang jatuh bebas.

Pengenalan/Teori : (Pengenalan) :

Daya merupakan salah satu jenis fenomena yang sentiasa

berada di sekeliling kita dalam kehidupan harian. Daya wujud dalam

pelbagai jenis bentuk dan sentiasa berbeza dalam bentuknya

mengikut situasi-situasi yang berlainan. Namun begitu, semua daya

bertindak mengikut 3 Hukum Newton yang dikenal pasti oleh Sir Issac

Newton. Pengetahuan tentang daya adalah sangat penting dalam

kehidupan kita, seperti penggunaan sistem takal dan penciptaan brek

kereta.

(Teori) :

Sentuhan antara 2 permukaan akan menghasilkan daya geseran

yang menyebabkan sesuatu benda yang sedang bergerak mengalami

pecutan negatif. Jasad yang semakin besar akan mengalami daya

apungan yang lebih besar kerana magnitud daya apungan adalah

berkadar secara langsung dengan jisim air yang disesarkan. Dalam

setiap situasi, geseran antara permukaan jasad dengan molekul-

molekul udara adalah diabaikan dalam pengiraan. Geseran adalah

penting dalam kehidupan kita dengan membenarkan kitaberjalan atau

memandu kereta. Daya geseran yang bertindak antara tapak kaki kita

dengan permukaan tanah membenarkan kita bergerak dan

berhentikan diri. Untuk mengurangkan geseran yang berada antara 2

permukaan, beberapa cara boleh digunakan. Contohnya seperti

menjadikan permukaan tersebut lebih licin dengan bahan pelincir,

atau dengan mengubah bentuk beban yang perlu diangkat, seperti

memasangkan roda.

Hipotesis : Aktiviti 1: Jenis daya adalah berbeza dalam konteks yang berbeza.

Aktiviti 2: Pecutan jatuh bebas adalah sama untuk jasad yang

berlainan jisim.

Radas/Peralatan : Blok kayu, bola ping pong, dawai yang diregangkan atas blok kayu,

bikar, buku, pita detik, jangka masa detik, apit G, bekalan kuasa,

penyambung wayar, beban berjisim 300g, 450g dan 600g dan pita

salopan.

Prosedur : AKTIVITI 1:

1) Satu blok kayu diletakkan di atas lantai. Tolakan kecil diberikan

pada blok kayu itu dan pemerhatian anda direkodkan.

2) Sebiji bola ping-pong dibaling ke udara. Pemerhatian direkodkan.

3) Dawai diikatkan dengan tegang di antara dua paku yang telah

diketuk ke dalam blok kayu. Dawai itu disentuh. Pemerhatian

direkodkan.

4) Satu bola ping-pong diletakkan ke dalam sebuah bikar yang berisi

air. Kemudian bola ditolak ke dalam air. Pemerhatian direkodkan.

5) Sebuah buku diletakkan di atas tangan anda. Pemerhatian

direkodkan.

6) Inferens-inferens dinyatakan bagi setiap pemerhatian yang dibuat.

AKTIVITI 2:

1) Sebuah kerusi diletakkan di atas sebuah meja. Jangka masa detik

dikapit dengan apit G ke bahagian atas kerusi.

2) Pita detik ditetapkan melalui jangka masa detik dan jisim 300g

diselotap dengan pita tersebut.

3) Jangka masa detik dihidupkan dan jisim 300g dilepaskan jatuh

secara bebas ke bawah.

4) Pita detik dipotong kepada 2 titik jalur dan disusun untuk

menghasilkan graf.

5) Langkah 3 diulang dengan menggunakan jisim 450g dan 600g.

6) Bagi setiap kes, graf dibina daripada jalur dan pecutan ditentukan.

Langkah berjaga- : Aktiviti 1:

jaga 1. Pastikan permukaan lantai tidak terlalu kasar kerana akan

mempengaruhi pergerakan blok kayu.

2. Perhatikan dengan teliti keadaan bola ping pong apabila berada

pada ketinggian maksimum.

3. Dawai mestilah berada dalam keadaan tegang.

4. Kuantiti air mestilah sesuai bagi mengelakkan air tumpah semasa

menolak bola ping pong ke dalam air.

5. Kedudukan buku perlu diletakkan dalam keadaan stabil.

Aktiviti 2:

1. Pastikan jangka detik dalam keadaan yang baik sebelum

digunakan.

2. Kipas hendaklah ditutup kerana ia akan mengganggu objek yang

sedang jatuh.

3. Jangka masa detik hendaklah diapit pada bahagian atas kerusi

supaya bacaan tepat.

KEPUTUSAN:

Aktiviti 1:

Pemerhatian Inferens

Prosedur 1Kayu bergerak ke depan lalu

berhenti

Daya diperlukan untuk

menggerakkan objek dan

kayu berhenti sebab ada

daya geseran

Prosedur 2Bola naik ke atas & jatuh

semula ke bawah

Bola jatuh sebab ada daya

tarikan graviti

Prosedur 3 Dawai membengkokDaya boleh mengubah

bentuk objek (dawai)

Prosedur 4

Bola naik semula ke atas

permukaan selepas ditolak

ke dalam air

Ada daya ketimbulan dari

air. Daya ketimbulan air

menolak bola ke atas

Prosedur 5Buku dalam keadaan

seimbang

Ada keseimbangan pada

buku disebabkan adanya

daya tarikan graviti ke

bawah dan tindak balas

normal ke atas

Aktiviti 2:

Jisim (g) Pecutan (ms-1)

300 (2.2-0.34)ms-1 / 0.2s = 9.3ms-2

450 (2.36-0.4)ms-1 / 0.2s = 9.8ms-2

600 (2.53-0.42)ms-1 / 0.2s = 10.55ms-2

Perbincangan:

Pecutan jatuh bebas yang didapati adalah berlainan daripada pecutan graviti,

iaitu 9.81ms-2. Ini adalah kerana geseran antara pita detik dengan jangka masa

detik serta geseran antara beban dengan molekul-molekul udara telah

menjejaskan keputusan.

Untuk mendapatkan pemerhatian yang lebih jelas dalam eksperimen jatuh

bebas, kamera dengan kekerapan gambar yang tinggi boleh dipakai. Ini adalah

kerana penggunaan kamera dapat menghapuskan daya geseran yang terhasil

antara permukaan pita detik dengan jangka masa detik, memberikan satu

bacaan yang lebih tepat.

Untuk menghapuskan daya geseran antara beban dengan udara, eksperimen

jatuh bebas boleh dijalankan dalam keadaan terkawal. Keadaaan terkawal

merujuk kepada satu keadaan di mana kehadiran udara dihapuskan, iaitu dalam

bilik vakum. Jika eksperimen jatuh bebas dijalankan dalam keadaan terkawal

dan bacaan diambil dengan penggunaan kamera, maka kita akan mendapatkan

keputusan eksperimen yang agak hampir dengan nilai pecutan yang dihasilkan

oleh graviti untuk ketiga-tiga eksperimen, iaitu 9.81ms-2.

Untuk mendapatkan pemerhatian yang lebih baik dalam aktiviti menolakkan

bongkah kayu, permukaan yang lebih licin boleh digunakan. Ini dapat

mengurangkan daya geseran antara permukaan bongkah kayu dengan lantai,

memberikan pemerhatian yang lebih baik.

Perasaan yang panas pada bongkah kayu adalah kesan daripada daya geseran

antara permukaan bongkah kayu dengan lantai.

Pecutan untuk ketiga-tiga jisim adalah lebih kurang sama dalam eksperimen

jatuh bebas kerana pecutan yang disebabkan oleh daya graviti terhadap pusat

bumi tidak dipengaruhi oleh jisim beban.

Satu bacaan yang luar biasa didapat dalam salah satu eksperimen jatuh bebas.

Bacaan ini mungkin disebabkan oleh jatuh bebas yang tidak lancar, seperti

melanggar kerusi atau benda lain dalam proses jatuh ke lantai. Ini akan

menyebabkan bacaan tersebut menjadi kurang tepat.

Untuk mendapatkan keputusan yang lebih tepat, satu garisan terbaik dilukis dan

kecerunan graf dicari daripada garisan tersebut. Ini adalah kerana sesetengah

bacaan yang diambil adalah kurang tepat dan penggunaan garisan terbaik dapat

mengurangkan ralat-ralat yang mungkin terhasil daripada bacaan tersebut.

Dalam aktiviti satu, pemerhatian perlu dilakukan dengan sangat teliti dan kurang

sesuai dijalankan dengan penggunaan mata. Ini adalah kerana pemerhatian

yang hanya dijalankan dengan penggunaan mata kurang jelas dan perubahan-

perubahan yang kecil mungkin diabaikan. Untuk mendapatkan pemerhatian yang

lebih jelas, kamera boleh dipakai untuk merekodkan pemerhatian tersebut, dan

dimainkan balik dalam kelajuan yang lebih perlahan supaya kita dapat

menampak perubahan-perubahan yang kecil.

Penggunaan wayar untuk menjalankan pemerhatian adalah kurang sesuai. Ini

adalah kerana wayar tidak dapat bergetar dengan berkesan dan perubahan yang

boleh kita catat adalah terlalu sedikit. Untuk mendapatkan pemerhatian yang

lebih baik, penggunaan instrument muzik yang melibatkan getaran dawai boleh

digunakan, contohnya gitar. Ini dapat memberikan satu pemerhatian yang lebih

jelas dan juga menarik bagi murid-murid yang masih dalam sekolah rendah.

Ketinggian yang digunakan dalam eksperimen jatuh bebas perlulah tinggi. Ini

adalah kerana penggunaan ketinggian yang tidak cukup akan menyebabkan

bacaan yang diambil kurang tepat dan perubahan halaju tidak dapat dilihat

dengan jelas.

Bola ping-pong digunakan dalam aktiviti satu dalam pemerhatian daya apungan

kerana ketumpatan bola ping-pong yang rendah dan saiz bola ping pong yang

sesuai. Benda yang mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada air

kurang sesuai untuk digunakan. Benda yang bersaiz terlalu kecil atau besar

menjadikan pemerhatian susah dijalankan.

Kesimpulan:

Pecutan jatuh bebas adalah sama untuk jasad yang berlainan jisim. Jenis daya adalah

berbeza mengikut keadaan yang berbeza. Hipotesis diterima.

SOALAN:

1. Adakah nilai pecutan yang diperoleh bagi jism yang berbeza sama dengan

nilai g (pecutan ke arah pusat gravity bumi). Terangkan.

Hanya objek yang berjisim 450g sahaja yang dapt nilai tepat dengan nilai g.

manakala bagi jisim 300g pula kurang daripada nilai g dan jisim untuk 600g pula

melebihi nilai g. hal ini kerana terdapat daya luaran yang mempengaruhi nilai

pecutan seperti geseran angin.

2. Apakah kesimpulan yang boleh dibuat mengenai daya yang bertindak ke atas

objek yang jatuh bebas?

Objek yang jatuh bebas biasanya berlaku di vakum iaitu keadaan di mana tiadanya

udara. Dalam keadaan ini semua objek walaupun berlainan jisim akan jatuh pada

pecutan yang sama.

3. Jika eksperimen ini dilakukan di bulan, adalah nilai pecutan yang diperoleh

bagi jisim yang berbeza sama dengan nilai g? Terangkan.

Tidak sama. Hal ini kerana nilai graviti di bulan adalah lebih rendah iaitu 1/6

berbanding di bumi.

SOALAN PENGETAHUAN MASTERI & SOALAN KEMAHIRAN:

1) Apa yang anda pelajari daripada praktikal ini?

Selepas melakukan eksperimen ini, saya dapat lebih memahami cara untuk

membuat pemerhatian bagi mengenalpasti daya yang terlibat untuk sesuatu

situasi. Selain itu, saya juga sedar bahawa daya sentiasa ada dalam kehidupan

harian kita. Tanpa daya, kita akan sukar bergerak atau menggerakkan objek dan

juga melakukan pelbagai aktiviti lain. Pelbagai jenis daya yang berbeza wujud

dalam konteks yang berbeza sama ada semasa pegun, dalam air atau bergerak.

2) Pada bahagian manakah kurikulum standard sains sekolah rendah

mengajar topik ini?

Tajuk: Menyiasat daya dan tenaga

Tahun: 5

3) Bincangkan bagaimana anda mengaplikasi pratikal tersebut dalam

pengajaran dan pembelajaran anda?

Sebelum memulakan P&P guru seharusnya memberi sedikit pendedahan awal

tentang tajuk topik yang hendak diajar. Selain itu, guru bertanya tentang

pengetahuan sedia ada murid-murid juga penting bagi mengenalpasti sejauh

mana pengetahuan mereka tentang daya yang telah mereka ketahui. Hal ini

penting untuk mengaitkan topik yang diajar dengan kehidupan seharian mereka

agar mereka lebih memahami dan dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan

seharian kelak.

4) Apakah peranan guru dalam melakukan pratikal tersebut?

Guru seharusnya bertindak sebagai fasilitator atau pembimbing kepada murid-

murid.

Rujukan:

BIBLIOGRAPHY Bergman, D. (1997). Force on Moving Objects,. Cologne: Hadronic Press Supplement.

J. Meadows. (1987). The Great Scientists. New York: Oxford University Press.

P. Moon, D. S. (1961). Field Theory for Engineers. New York: D. Van Nostrand

Company.

Force Theory. (2011, September 30). Diambil pada Januari 24, 2013, daripada

Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Force_Theory

Newton's Laws Of Motion. (2012, Januari 6). Diambil pada Januari 24, 2013, daripada

Wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_laws_of_motion