spa 205

MODUL SPA 205 SAINS GUNAAN I

MURALY THAREN A/L RENGASAMY (KKKUANTAN) MOHD AMIN BIN ALI (KKKUANTAN)

UNIT PENGAJIAN AM SAINS GUNAAN

( i )

BIODATA PENULIS :

MURALY THAREN A/L RENGASAMY Unit Pengajian Am (Sains Gunaan), Kolej Komuniti Kuantan, B-24, Jalan IM 3/13, Bandar Indera Mahkota, 25200 Kuantan, Pahang. Tel. 09 - 5721331 Sarjana Muda Sains Pendidikan(Fizik) (UKM), Sarjana Sains (Fizik Gunaan) (UM)

MOHD AMIN BIN ALI Unit Pengajian Am (Sains Gunaan), Kolej Komuniti Kuantan, B-24, Jalan IM 3/13, Bandar Indera Mahkota, 25200 Kuantan, Pahang. Tel. 09 - 5721331 Sarjana Muda Sains Pendidikan (Fizik dan Komputer) (UTM),

( ii )

GRID KURIKULUM MODUL

SAINS GUNAAN [ SPA 205 ] Grid kurikulum modul ini berdasarkan kepada kurikulum yang sedang dijalankan di kolej komuniti, Kementerian Pengajian Tinggi, Malaysia.

TOPIK UNIT

KESINAMBUNGAN HIDUP 1

MAKANAN DAN NUTRISI 2

BAHAN SINTETIK 3

DAYA 4

KERJA 5 UNIT 1 : KESINAMBUNGAN HIDUP 1.0 Pengenalan

1.1 Pertumbuhan Sel 1.2 Pembiakan 1.3 Kehamilan 1.4 Keturunan Genetik UNIT 2 : MAKANAN DAN NUTRISI

2.0 Pengenalan 2.1 Nutrisi 2.2 Pencemaran Makanan 2.3 Teknologi Makanan UNIT 3 : BAHAN SINTETIK 3.0 Pengenalan

3.1 Bahan Tradisional dan Bahan Sintetik 3.2 Logam dan Aloi 3.3 Bahan Seramik 3.4 Polimer 3.5 Komposit

UNIT 4 : DAYA 4.0 Pengenalan 4.1 Daya Dalam Sistem Mekanik 4.2 Daya Dalam Sistem Bendalir 4.3 Daya Dalam Sistem Elektrik 4.4 Daya Dalam Sistem Terma UNIT 5 : KERJA 5.0 Pengenalan 5.1 Kerja Dalam Sistem Mekanik 5.2 Kerja Dalam Sistem Bendalir 5.3 Kerja Dalam Sistem Elektrik

( iii )

PERNYATAAN TUJUAN Modul ini disediakan untuk kegunaan pelajar-pelajar semester 2 yang mengikuti kursus peringkat Sijil di Kolej Komuniti, Kementerian Pengajian Tinggi Malaysia. Penggunaan modul ini dapat membantu pelajar untuk belajar secara kendiri dengan bimbingan daripada pensyarah. Menerusi perlaksanaan amali di makmal pelajar berupaya menghubungkaitkan konsep sains dengan penggunaan praktik pada persekitaran kerja serta kehidupan harian. PRA SYARAT KEMAHIRAN DAN PENGETAHUAN Pra-syarat untuk mengikuti modul ini adalah daripada pelajar kelulusan Sijil Pelajaran Malaysia yang mendaftar untuk mengikuti pengajian dalam semester 2 di Kolej Komuniti Kementerian Pengajian Tinggi Malaysia dalam semua kursus pengajian. OBJEKTIF AM MODUL Dia akhir modul ini, pelajar dapat :

Memahami Kesinambungan Hidup dari segi pertumbuhan sel, pembiakan, kehamilan dan keturunan genetik.

Memahami Makanan dan Nutrisi serta pencemaran makanan dan teknologi makanan.

Memahami Bahan Sintetik, tradisional, logam, aloi, seramik, polimer dan komposit.

Memahami Daya dalam sistem mekanik, bendalir, elektrik dan terma. Memahami Kerja dalam sistem mekanik, bendalir dan elektrik.

( iv )

PANDUAN MENGGUNAKAN MODUL

1. Modul ini dibahagikan kepada 5 unit. Setiap unit disediakan dalam jilid yang

sama.

2. Muka surat dinomborkan berdasarkan kepada kod subjek, unit dan halaman.

SPA 205 / 1 / 1

Subjek

Unit 1

Halaman 1

3. Pada permulaan unit, objektif am dan khusus dinyatakan.

4. Setiap unit mengandungi urutan aktiviti dan diberikan simbol berikut :-

OBJEKTIF Bahagian ini mengandungi objektif am dan khusus setiap pembelajaran.

INPUT Input mengandungi maklumat yang akan anda pelajari.

( v )

AKTIVITI Bahagian ini mengandugi proses pembelajaran secara aktif untuk menguji kefahaman anda. Anda perlu ikuti dengan teliti dan melaksanakan arahan yang diberikan.

MAKLUMBALAS KEPADA AKTIVITI Bahagian ini mengandungi jawapan kepada soalan-soalan yang dikemukakan dalam aktiviti.

FAKTA KUNCI Isi / ringkasan penting yang berkaitan dengan input.

PENILAIAN KENDIRI Penilaian kendiri menguji kefahaman anda dalam setiap unit.

MAKLUMBALAS KEPADA PENILAIAN KENDIRI Bahagian ini mengandungi jawapan kepada soalan-soalan yang dikemukakan dalam penilaian kendiri.

5. Anda perlu mengikuti unit demi unit yang disediakan.

6. Anda boleh meneruskan unit selanjutnya setelah berjaya melalui unit

sebelumnya dan yakin dengan pencapaian anda.

( vi )

PERALATAN DAN SUMBER YANG DIPERLUKAN BERSAMA MODUL

1. VCD 2. LCD 3. Komputer 4. Television 5. Model tertentu 6. Buku rujukan

RUJUKAN

1. Van Valkenburg, 2000. Asas Elektrik Buku Satu, Dua dan Tiga. IBS BUKU Sdn. Bhd.

2. Yusof Ahmad, 2000. Mekanik Dinamik. Johor Bharu: Percetakan Universiti Teknologi Malaysia.

3. David Plum and Martin Dwownie, 1997. A Foundation Course In and Dynamics.-------.

4. Frederick J Eugene Hecht, 9th 1997. College Physics. McGraw Hill. 5. -----, 2nd ed.Jun 93. Priciples of Technology / Developed by Center for

Occupational Research and Development .( U.S. ) 6. JM. Chapman,-----. Basic Electricity Part 3 . 7. Chang See Leong dan Lock Siah Liong, 2003. Fizik Tingkatan 4. Selangor:

Pelangi. 8. Mah Chee Wai, 2002. Biologi SPM. Petaling Jaya: Sasbadi. 9. Peter Ling Chee Chong, Chin Kok Goon dan Choong Choe Hin. 2004.

Eksplorasi Sains Tingkatan 4. Selangor: Fajar Bakti. 10. Eng Nguan Hong, Lim Eng Wah dan Lim Yean Ching, 2005. Kimia

Tingkatan 4. Selangor: Pelangi. 11. Gan Wan Yeat dan Choong Choe Hin, 2003. Sukses Biologi SPM. Selangor:

Fajar Bakti. 12. Laila Binti Othman dan Maznah Binti Abdullah, 2002. Pengurusan Makanan

Tingkatan 5. Kuala Lumpur: JPT.

( vii )

PANDUAN PENGGUNAAN DAN PENAMBAHBAIKAN MODUL DALAM P&P

Pengenalan

Pelaksanaan modul akan membawa perubahan dari segi peranan pensyarah dan pelajar dalam proses pengajaran dan pembelajaran

(P&P). Konsep penggunaan modul dalam proses p&p adalah seperti berikut:

I. Modul adalah alat bantuan mengajar (ABM) dalam bentuk nota yang berstruktur dan dinamik dan masih terdapat kelemahan. Oleh itu ianya perlu penambahbaikan dari masa ke semasa.

II. Modul adalah sebagai ABM yang dibekalkan dengan input, aktiviti dan

penilaian kendiri yang direka bentuk dan dirangka untuk membantu pelajar dalam proses P&P.

III. Pensyarah boleh menggunakan kreativiti sendiri untuk merancang penggunaan

modul dalam P&P mengikut kesesuaian topik, kebolehan pelajar dan peruntukan masa.

IV. Pensyarah tidak dibenarkan membaca terus isi kandungan modul kepada

pelajar semasa sesi kuliah. Sesi kuliah adalah untuk memberi penerangan, perbincangan dan menjalankan aktiviti lain untuk mengukuhkan kefahaman pelajar.

V. Peranan pensyarah sudah berubah menjadi seorang fasilitator. Pelajar perlu

diberitahu bahawa mereka bertanggungjawab terhadap proses pembelajaran mereka. Pensyarah akan memberi galakan dan panduan untuk melaksanakan aktiviti yang terdapat dalam modul serta menyelesaikan masalah yang timbul dalam P & P.

VI. Semasa menggunakan modul, interaksi antara pelajar perlu digalakkan melalui

kerja kumpulan, perbincangan dan lain-lain.

VII. Pelajar digalakkan menjadikan penilaian kendiri sebagai asas untuk menentukan tahap pencapaian mereka. Pastikan kemajuan yang dicapai mendapat perakuan daripada pensyarah modul.

( viii )

PENAMBAHBAIKAN MODUL

i. Modul ini direka bentuk untuk pembelajaran yang berkesan mengikut kesesuaian pelajar, perubahan kurikulum, perubahan teknologi maka ianya tidak statik dan boleh dilakukan penambahbaikan dari masa ke semasa.

ii. Sekiranya terdapat kesilapan fakta atau ralat dalam modul ini adalah

menjadi tanggungjawab pensyarah yang menggunakan modul ini untuk membuat pembetulan/penambahbaikan dalam proses P & P.

iii. Pensyarah yang telah membuat penambahbaikan pada modul ini

hendaklah menyerah atau memaklumkamnya kepada Penyelaras Penulisan Modul di kolej masing-masing.

iv. Penyelaras Penulisan Modul kolej berkenaan hendaklah

memaklumkan atau menyerahkannya kepada kolej yang bertanggungjawab membina dan membangun modul ini

v. Kolej yang bertanggungjawab membina dan membangun modul ini

hendaklah melakukan penambahbaikan dan seterusnya menghantarkannya kepada Pusat Modul Kolej Komuniti (PMKK), KPTM.

vi. PMKK akan menghantar penambahbaikan dalam bentuk “hardcopy”

dan “softcopy” kepada semua kolej yang menggunakan modul ini. vii. Dengan ini proses penambaikan adalah berterusan dari masa ke

semasa dan menjadi tanggungjawab bersama semua kolej yang menggunakan modul ini.

SENARIO PENGGUNAAN MODUL DALAM P&P

( ix )

Secara amnya terdapat beberapa kaedah menggunakan modul dalam proses P&P. Pensyarah boleh memilih kaedah yang sesuai dengan mengambilkira keupayaan pelajar serta masa yang diperuntukkan. Sebahagian daripada kaedah ini dipersembahkan melalui empat senario pembelajaran berikut. Walau bagaimanapun pensyarah boleh mencari kaedah-kaedah lain selain dari yang dinyatakan mengikut kreativiti masing-masing. Sebagai persediaan awal sebelum kuliah seterusnya. Pastikan semua pelajar mempunyai salinan modul, anda hanya perlu memberikan arahan seperti ini.

Minggu depan saya mahu anda semua membaca dan memahami UNIT 5. Kita akan bincang dalam kelas mengenai perkara-perkara penting mengenai topik dalam unit tersebut.

Dalam situasi seperti ini, pelajar dapat mengetahui tajuk yang akan dibincangkan pada kuliah berikutnya dan sudah boleh membuat persediaan awal. Pensyarah boleh menggunakan isi modul sepenuhnya jika isi kandungan pada unit itu mencukupi atau memperkayakan lagi P&P dengan bahan tambahan sendiri.

( x )

Dalam senario ini pensyarah menyampaikan pengajaran dengan menggunakan modul yang disediakan dan setiap pelajar mestilah

mempunyai salinan sendiri. Pensyarah mengajar dengan tidak menggunakan nota sendiri.

Contoh situasi dalam kelas Semester 2, Modul Sains Gunaan I

“Pada hari ini kita akan belajar topik yang bertajuk PERTUMBUHAN SEL.Tajuk ini dijelaskan dalam UNIT 1, modul SPA 205. Sila buka unit berkenaan.”

“Dalam masa 2 jam ini, ikuti modul ini sepenuhnya dan buat semua aktiviti yang disediakan. Jika ada masalah, kita bincang bersama. Tetapi yang pentingnya anda perlu usaha sendiri terlebih dahulu. Pecahkan kepada lima kumpulan dan belajar secara berkumpulan”

Pelajar belajar dalam kumpulan di mana seorang ketua dilantik untuk menjadi pengerusi perbincangan atau mengajar rakan-rakannya. Seorang ahli dilantik sebagai kaki sibuk (devil’s advocate) yang bertanyakan soalan. Ahli yang lain membantu jika ketua kumpulan tidak mempunyai jawapan. Semasa aktiviti, setiap ahli mencuba secara sendirian. Jika jawapan tidak diperolehi, mereka berbincang dalam kumpulan. Jika tidak dapat diselesaikan barulah dikemukakan kepada pensyarah. Tugas pensyarah ialah memastikan perbincangan secara kumpulan dilaksanakan. Sekali-sekali masuk dalam mana-mana kumpulan dan bertanya soalan untuk meninjau keupayaan pelajar.

( xi )

Pensyarah mengajar seperti biasa menggunakan notanya sendiri tanpa berpandukan kepada modul. Walau bagaimanapun, setiap pelajar sudah ada salinan mereka sendiri. Di akhir kuliah, pensyarah berkata kepada pelajar.

Pelajar sekalian, apa yang saya sampaikan pada hari ini terdapat dalam UNIT 4 modul kita. Jika anda tidak faham sepenuhnya apa yang saya sampaikan tadi, balik nanti ikuti unit berkenaan hingga tamat. Minggu depan kita adakan ujian untuk menilai anda!

Dalam kes ini, modul dijadikan sebagai ABM tambahan untuk pengkayaan dari apa yang disampaikan oleh pensyarah. Pelajar mempunyai dua set maklumat serta banyak contoh penyelesaian. Isi kuliah dan isi kandungan modul saling membantu kefahaman pelajar.

( xii )

Modul hanya menjadi bahan pembelajaran kendiri oleh pelajar. Pensyarah tidak menggunakan langsung modul tetapi menggunakan bahan sendiri sepenuhnya. Pelajar menjadikan modul sebagai bahan pengkayaan kepada isi kuliah yang disampaikan oleh pensyarahnya.

( xiii )

SOAL SELIDIK MODUL OLEH PELAJAR

Tajuk Modul : _________________________ Kod Modul : _____________ Nama Pelajar : _______________________ No. Pendaftaran: ____________ Kursus : ____________________________________ Nama Penulis Modul : ______________________________

Sila gunakan skala berikut untuk penilaian anda.

4 Sangat setuju 3 Setuju 2 Tidak setuju 1 Sangat tidak setuju Arahan : Tandakan √ pada ruangan skor yang dipilih.

Bil ELEMEN PENILAIAN SKALA

A. FORMAT 1 2 3 4

1 Susun atur muka surat adalah menarik. 2 Saiz font yang digunakan adalah senang untuk dibaca.

3 Saiz dan jenis gambar serta carta yang digunakan sesuai dengan input.

4 Carta dan gambar senang dibaca dan difahami.

5 Jadual yang digunakan tersusun dengan teratur dan mudah difahami.

6 Teks input disusun dengan cara yang mudah difahami. 7 Semua ayat berbentuk arahan dipamerkan dengan jelas.

B. ISI KANDUNGAN 1 2 3 4

8 Saya faham semua objektif dengan jelas. 9 Saya faham pada idea yang disampaikan.

10 Cara persembahan idea adalah menarik. 11 Semua arahan yang diberikan mudah difahami.

12 Saya boleh melaksanakan semua arahan yang diberikan dalam unit ini.

13 Soalan dalam aktiviti adalah mudah dijawab. 14 Saya boleh menjawab soalan-soalan dalam penilaian kendiri. 15 Maklum balas boleh membantu mengenalpasti kesilapan saya. 16 Ayat-ayat yang digunakan mudah difahami. 17 Gaya penulisan menarik. 18 Saya boleh mengikuti unit ini dengan mudah. 19 Unit ini memudahkan saya mempelajari & memahami topik ini. 20 Penggunaan modul ini menarik minat saya.

SAINS GUNAAN I SPA 205 / 1 /1

UNIT 1 KESINAMBUNGAN HIDUP

OBJEKTIF AM : Setelah mengikuti unit ini anda boleh:-

Memahami struktur sel dan peranan DNA, kromosom, proses mitosis dan meiosis serta aplikasi proses meiosis. Mengetahui pembiakan seks, pensenyawaan buatan dan kaedah pencegahan kehamilan.

OBJEKTIF KHUSUS Setelah menyelesaikan unit ini anda akan dapat:-

Mengenalpasti bahagian-bahagian sel haiwan dan sel tumbuhan serta bahagian-bahagian yang menghubungi fetus dan ibu.

Menerangkan peranan DNA kromosom , proses mitosis, meiosis, pensenyawaan, permanian beradas, pensenyawaan in-vitro genetik dan pembiakkan.

Menghuraikan kepentingan mitosis, meiosis, kebaikan permanian beradas dan Hukum Mendel I.

Memperihalkan peranan mitosis dalam kultur tisu, pengklonan tumbuhan dan haiwan.

Membandingkan dan membezakan kebaikan dan keburukan pengklonan. Menghubungkaitkan pencegahan kehamilan dengan pensenyawaan oleh gen-gen

tertentu dengan variasi. Menyenaraikan kaedah-kaedah pencegahan kehamilan. Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi perkembangan fetus. Menghitung nisbah atau peratus genotip dan genotip generasi pertama dan

kedua yang terhasil mengikut kacukan monohibrid.


1.0 PENGENALAN Pertumbuhan sel, pembiakan, kehamilan dan keturunan genetik.

1.1 PERTUMBUHAN SEL

1.1.1 Struktur sel • Sel tumbuhan mengandungi dinding sel, membran plasma, sitoplasma,

vakuol, kloroplas, mitokondria dan nukleus. • Sel haiwan mengandungi membran sel, sitoplasma, mitokondria dan

nukleus.(Lihat Rajah 1.1)

1.1.2 DNA dan Kromosom

Kromosom yang terdapat dalam nukleus sesuatu sel merupakan struktur bebenang halus dan panjang.

Ia dibina daripada molekul asid nukleik (DNA) dan protein.(Lihat Rajah 1.2)

Fungsinya ialah sebagai pembawa maklumat pewarisan (gen) dan terlibat

dalam pembahagian sel.

INPUT 1A

Rajah 1.1 menunjukkan sel haiwan dan sel tumbuhan

sel tumbuhan sel haiwan

mitokondria


Rajah 1.2 menunjukkan model DNA

1.1.3 Mitosis dan Sitokinesis

Sel dalam organisma boleh dibahagikan kepada dua iaitu sel soma dan sel gamet.

Sel soma terhasil melalui proses mitosis.( Lihat Rajah 1.3)

Sel gamet terhasil melalui proses meiosis.

Rajah 1.3 menunjukkan peringkat-peringkat proses mitosis

Sumber: Sukses biologi SPM, Fajar Bakti



Bilangan kromosom dalam sel soma (proses mitosis) sentiasa tetap tetapi berlainan bagi organisma yang lain.

Mitosis ditakrifkan sebagai proses pembahagian nukleus sel induk menjadi dua

sel anak.

Setiap nukleus anak mengandungi bilangan kromosom dan kandungan genetik yang sama.

Sitokinesis ialah pembahagian sitoplasma.

Berlaku selepas pembahagian nukleus untuk menghasilkan dua sel anak.

pencerutan Sel anak

Rajah 1.4 menunjukkan sitokinesis dalam sel haiwan. Rajah 1.5 menunjukkan sitokinesis dalam sel tumbuhan.

Dalam sel haiwan , sitokinesis berlaku melalui pencerutan membran sel dan

bentukkan mikrofin sehingga menjadi dua sel anak.( Lihat Rajah 1.4) Dalam sel tumbuhan, bermula dengan pembentukkan vesikal di tengah sel

yang bercantum membentuk plat sel, sehingga dinding baru terbentuk.( Lihat Rajah 1.5)

1.1.4 Aplikasi Proses Mitosis

Kultur tisu ialah satu teknik pengkulturan sel tunggal atau cebisan tisu atau organ haiwan atau tumbuhan secara in-vitro (dalam kaca).

Tujuan kultur tisu adalah untuk membiakkan sel haiwan dan tumbuhan melalui

kaedah pembiakan aseks.

Ini dilakukan dengan cebisan tisu/ sel yang telah diekstrak dimasukkan ke dalam kaca yang mengandungi larutan medium bernutrien yang komposisinya kimia ditetapkan.

1.1.5 Pengklonan

Tumbuhan baru atau klon yang seiras dengan tumbuhan induk dihasilkan.

Sumber: Sukses biologi SPM, Fajar Bakti Sumber: Sukses biologi SPM, Fajar Bakti


Teknik terkini pengklonan melibatkan manipulasi gen untuk menghasilkan yang menyerupai induknya.( Lihat Rajah 1.6)

Melalui teknik ini,

a) Klon yang dihasilkan mempunyai ciri yang lebih baik. b) Klon yang terhasil seiras dengan induk. c) Klon yang terhasil boleh dibiak dan dihasilkan dengan cepat. Kebaikan Dan Keburukan Pengklonan

Kebaikan Keburukan

• Membolehkan pemilihan baka yang baik. • Dapat dihasilkan dengan cepat, banyak

dengan mewarisi semua ciri. • Melibatkan pembiakan vegetatif. Tidak

melibatkan agen pendebungaan dan berlaku bila-bila masa.

• Klon mencapai kematangan dengan

singkat dan menjimatkan kos. • Klon-klon bakteria yang berguna dapat

digunakan untuk menjaga alam seperti pembersihan tumpahan minyak dan pelupusan bahan toksik.

• Kesan sampingan masih belum diketahui.

• Klon tidak menunjukkan variasi dari segi

genetik. • Tidak berupaya menentang penyakit

baru atau perosak. • Mungkin mengalami mutasi semulajadi

yang boleh membahayakan manusia dan alam sekitar.

• Menghalang proses pemilihan

semulajadi dalam alam yang boleh menyebabkan kemunculan spesis baru.

Rajah 1.6 menunjukkan proses kultur tisu untuk menghasilkan klon dalam tumbuhan.



a) ________________ merupakan struktur bebenang halus dan panjang dalam

nukleus sel.

b) Peringkat pertama dalam mitosis ialah _________________.

c) Sitokinesis berlaku selepas peringkat ________________ dalam mitosis.

d) Mitosis berlaku dalam sel __________.

e) Senaraikan 2 aplikasi proses mitosis

i) ______________________________________

ii) ______________________________________ .

AKTIVITI 1A


a) Kromosom b) Profasa c) Telofasa

d) Soma

e) i) Kultur tisu

ii) Pengklonan

MAKLUM BALAS 1A


1.2 PEMBIAKAN

1.2.1 Meiosis dan Sitokinesis

Dalam meiosis I, kromosom homolog berpasangan (Diploid) dan semasa pembentukkan sel anak pasangan kromosom homolog berpisah dan bergerak ke sel yang bertentangan.( Lihat Rajah 1.7)

Semasa pasangan kromosom homolog, proses pindah silang iaitu pertukaran

bahan genetik berlaku.

INPUT 1B

Meiosis I

Meiosis II

Rajah 1.7 menunjukkan peringkat-peringkat proses meiosis.

Sumber: Eksplorasi Sains Tingkatan 4, Fajar Bakti


Dalam meiosis II, dua sel anak membahagi secara mitosis menghasilkan empat sel anak yang haploid.

Proses sitokinesis berlaku pada peringkat telofasa I dan telofasa II.

Meiosis menjamin bilangan kromosom diploid sesuatu organisma yang

menjalankan pembiakan seks sentiasa dikekalkan dari satu generasi ke generasi yang lain.

Meiosis membawa kepada variasi genetik dalam spesis yang sama. Ini berlaku

semasa pindah silang dalam metafasa I.

1.2.2 Pembiakan seks

Pembiakan seks melibatkan induk jantan dan induk betina untuk menghasilkan gamet jantan (sperma) dan gamet betina (ovum) yang selepas melalui persenyawaan akan menghasilkan zuriat.( Lihat Rajah 1.8)

Proses meiosis yang berlaku dalam pembentukkan gamet menyebabkan bilangan kromosom menjadi 23.

Pensenyawaan mengabungkan gamet-gamet menyebabkan bilangan

kromosom menjadi 46 semula.

Proses mengawan (dalam haiwan) dan proses pendebungaan (dalam tumbuh-tumbuhan).

Sel gamet

Proses persenyawaan Pengabungan gamet jantan dan betina untuk menghasilkan satu sel tunggal yang disebut zigot.

Rajah 1.8 menunjukkan skema ringkas proses pembiakan haiwan dan tumbuh-tumbuhan.

Sumber:Biologi SPM, Sasbadi


Gambarajah menunjukkan pembentukkan zigot manusia yang mempunyai 46 kromosom dalam sel induk.( Lihat Rajah 1.9)

1.2.3 Persenyawaan Buatan

Membantu pasangan suami isteri yang tidak mendapat anak. Ada beberapa teknik, diantaranya ialah :-

a) Teknik permanian beradas digunakan apabila suami mandul (sperma suami

kurang pekat atau tidak aktif).

-Sperma dari penderma disuntik ke dalam uterus semasa pengovulan dengan tidak melibatkan perhubungan seks.

b) Teknik in-vitro digunakan apabila isteri mengalami masalah tiub fallopio

tersumbat. (Lihat Rajah 1.10) - Persenyawaan yang berlaku diluar badan ibu. -Isteri diberi suntikan hormon untuk mempercepatkan perkembangan ovum

dalam ovarinya. - Ovum dikeluarkan daripada ovarinya sebelum tempoh pengovulan dengan

menggunakan alat laparoskop. - Sperma dari suami dicampurkan dangan ovum dalam satu piring petri

untuk pensenyawaan. - Dengan adanya nutrien, zigot terbentuk dibiarkan sehingga berkembang 8

sel, embrio tersebut dipindahkan kepada endometrium melalul serviks (dinding uterus).

-Juga dikenali sebagai bayi tabung uji.

Rajah 1.9 menunjukkan pembentukan zigot dalam manusia.



Kebaikan permanian beradas

a) Teknik yang lebih selamat untuk mendapatkan anak kerana identiti sperma yang tidak diketahui latar belakang genetik dan kesihatan penderma ditapis oleh doktor pakar.

b) Boleh memilih baka yang baik untuk haiwan ternakan contoh lembu.

1.2.4 Pencegahan Kehamilan

Kehamilan boleh dicegah dengan menggunakan kaedah-kaedah yang boleh menghalang persenyawaan gamet-gamet.

4 kaedah percegahan kehamilan ( Lihat Rajah 1.11)

Rajah 1.10 menunjukkan langkah-langkah dalam persenyawaan in vitro.

Sumber: Biologi SPM, Sasbadi


a) Kaedah fizikal - kondom - diafragma - alat intrauterna(IUD)

b) Kaedah kimia

- pil pencegah kehamilan - spermisid

c) Kaedah biologi - teknik kalendar - teknik mukus - teknik suhu

- teknik pengunduran

d) Kaedah pensterilan - kaedah pemandulan

Rajah 1.11 menunjukkan pelbagai kaedah pencegahan kehamilan.



a) Proses pembahagian sel induk yang menghasilkan empat sel anak ialah

_______________. b) Dalam proses meiosis, kromosom diploid pada sel induk akan menghasilkan

kromosom ________________ pada sel anak.

c) Proses meiosis berlaku dalam sel __________________.

d) Proses persenyawaan seks lengkap apabila __________________ bertemu _____________.

e) Teknik permanian beradas dan in-vitro merupakan persenyawaan

________________.

f) Teknik kalendar, mukus, suhu dan pengunduran merupakan kaedah ______________untuk pencegahan kehamilan.

AKTIVITI 1B


a) Meiosis

b) Haploid

c) Gamet

d) Sperma/Ovum

e) Buatan

f) Biologi

MAKLUM BALAS 1B


1.3 KEHAMILAN

1.3.1 Hubungan antara Fetus dan Ibu

Plasenta terdiri daripada tisu embrio yang berkembang dalam dinding uterus ibu semasa fetus membesar.( Lihat Rajah 1.12)

Tali pusat menghubungkan fetus dengan plasenta.

Ia mengandungi vena dan arteri untuk mengangkut makanan, oksigen dan

hasil kumuhan.

INPUT 1C

Rajah 1.12 Menunjukkan fetus, plasenta dan pertukaran bahan-bahan di antara darah fetus dengan darah ibu.



Kapilari darah ibu dan plasenta dipisahkan oleh membran yang nipis.

Makanan dan Oksigen dalam darah ibu yang datang terus daripada aorta meresap keluar dari salur darah ibu ke dalam kapilari darah plasenta.

Darah fetus dan darah ibu tidak bercampur, fetus seakan terlindung daripada

bahan-bahan yang berbahaya yang terkandung dalam darah ibu.

Bahan-bahan seperti alkohol, dadah, bahan-bahan pencemaran seperti asap rokok serta virus dapat menembusi plasenta ke dalam peredaran darah fetus.

1.3.2 Perhubungan Fetus

Semasa mengandung, penjagaan diri ibu sangat penting untuk perkembangan fetus.

Ibu mengandung harus:-

a) Menjaga kesihatan diri. b) Mengambil nutrisi yang baik dan seimbang (banyakkan protein, garam

mineral dan vitamin). c) Mengelakkan diri daripada mengambil dadah, alkohol, rokok dan

mengambil ubat tanpa arahan doktor. d) Melakukan senaman ringan.


a) ________________ menghubungkan fetus dengan plasenta.

b) Makanan dan oksigen dari darah ibu meresap keluar dari saluran darah ibu ke

dalam kapilari darah __________________.

c) Bahan-bahan seperti _________________,_________________ , ___________, dan _______________ dapat menembusi plasenta ke dalam peredaran darah fetus.

d) Semasa mengandung, ibu- ibu perlu mengambil _______________,___________

dan_________________ untuk perkembangan fetus yang sihat.

AKTIVITI 1C


a) Tali pusat

b) Plasenta

c) Alkohol, dadah, bahan-bahan percemaran dan virus

d) Protein, garam mineral dan vitamin

MAKLUM BALAS 1C


1.4 KETURUNAN GENETIK

1.4.1 Konsep Genetik

Satu cabang sains biologi yang mengkaji mekanisma pewarisan ciri-ciri yang diperturunkan dari satu generasi ke generasi berikut.

Istilah genetik

Maksud istilah

Gen Unit-unit asas pewarisan yang diperturunkan Alel Gen-gen pada lokus yang sama pada kromosom homolog yang

mengawal ciri-ciri yang sama Gen dominan

Gen yang mempamerkan kesan fenotip bagi sesuatu ciri-ciri yang kawalnya

Gen resesif Gen yang mempamerkan kesan fenotip bagi suatu ciri-ciri yang dikawalnya dalam keadaan homozigot sahaja iaitu kedua-dua gen resesif

Hetorozigous Mempunyai 2 gen pada alel yang mengawal ciri-ciri yang sama adalah berbeza (1 resesif, 1 dominan)

Homozigous Mempunyai 2 gen pada alel yang mengawal ciri-ciri yang sama adalah sama (kedua-duanya resesif atau dominan)

Genotip Merujuk kepada komposisi genetik dalam sel-sel sesuatu organisma

Fenotip Merujuk kepada ciri-ciri yang boleh dilihat, diukur dan dikesan (ciri-ciri luaran)

Variasi genetik boleh diwariskan,Variasi ini wujud kerana ada dua gen pada alel

yang mengawal ciri-ciri yang sama. Contohnya dalam eksperimen Mendel yang mengkaji ketinggian pokok kacang

pea ada dua gen mengawal ketinggian(T, gen dominan, t, gen resesif).

Bila dua gen T wujud pada sel anak, pokok kacang pea yang terhasil adalah tinggi.

Bila dua gen t wujud, pokok kacang pea yang terhasil adalah rendah.

Gabungan gen resesif dan dominan, mempamerkan sifat gen dominan. Anak

pokok kacang pea yang dihasilkan adalah tinggi.

INPUT 1D


Pelbagai sifat-sifat genotip juga dikawal oleh gen. Contohnya i) bentuk daun, buah, bunga dari segi saiz, bentuk dan warna.

Dalam manusia, ciri-ciri seperti kebolehan mengulung lidah, lekapan cuping

telinga dan kumpulan darah merupakan variasi yang dikawal oleh gen.

1.4.2 Hukum Mendel 1

Gregor Mendel telah mengkaji pewarisan satu sifat pada tumbuhan kacang pea hijau.

Kacang pea tinggi tulen (homozigous) dikacukkan dengan kacang pea kerdil

tulen (homozigous)

Di generasi pertama ( F1 ), Mendel mendapati semua pokok yang terhasil adalah tinggi.( Lihat Rajah 1.13)

Kacukan F1 sesama sendiri, beliau mendapati 75% pokok kacang generasi

kedua adalah tinggi, 25% lagi adalah pokok kerdil.

Rajah skema genotip pada Rajah 1.13 boleh juga ditunjukkan dalam bentuk Jadual Punnett. (Lihat Rajah 1.14)

Gamet Jantan Gamet betina

T t

T TT (tinggi) Tt (tinggi) t Tt (tinggi) tt (kerdil)

Gen sifat tinggi (T) – gen dominan, Gen sifat kerdil (t) - gen resesif. Rajah 1.14 menunjukkan jadual Punnett untuk kacukan monohibrid Mendel bagi generasi F1.

Rajah 1.13 menunjukkan skema kacukan monohibrid Mendel sehingga terhasil generasi F2.

Sumber: Eksplorasi Sains Tingkatan 4, Fajar Bakti


Kesimpulan Hukum Mendel 1

a) Ciri-ciri pewarisan organisma ditentukan oleh faktor-faktor (gen) yang wujud dalam pasangan.

b) Semasa pembentukkan gamet, setiap gamet hanya membawa satu faktor daripada pasangan tersebut.

c) Apabila dua bentuk alternatif bagi sesuatu faktor hadir pada satu organisma, hanya bentuk faktor dominan akan menonjol sebagai fenotip.

1.4.3 Pembiakbakaan

Dilakukan dalam bidang pertanian dan penternakan untuk meningkatkan mutu

dan produktiviti. Penghasilan anak-anak tumbuhan dan haiwan yang lebih berkualiti melalui

pengacukkan induk-induk ciri baka yang bermutu tinggi.

Sifat- sifat baik pembiakbakaan ialah i) Masa kematangan dipendekkan ii) Kualiti dan kuantiti hasil pertanian meningkat iii) Tanaman dan ternakan dapat menyesuaikan diri dengan lebih baik

dengan persekitaran iv) Peningkatan daya ketahanan terhadap penyakit dan serangan

serangga perosak.

Beberapa contoh hasil pembiakbakaan adalah seperti berikut:-

Tumbuhan/Haiwan Spesis Dikacukkan Hasil Kelapa Sawit Palma Disiefera

- Hasil minyak tinggi

Palma Dura - Buah lebih cepat masak

Palma Tenera - Hasil minyak tinggi - Buah lebih besar - Berbuah lebih banyak

Lembu Lembu Kelantan - Banyak lemak Lembu Furiesia - banyak susu

- Lembu banyak susu dan lemak

- Menyesuaikan diri dengan persekitaran

Kambing Kambing tempatan - susu banyak

Kambing Jumnapari -Daging banyak

- Baka baru banyak susu dan daging


1.4.4 KEJURUTERAAN GENETIK

Merupakan proses manipulasi secara saintifik pada gen dan kromosom dalam sel hidup dengan mengubah kandungan genetik organisma supaya gen bagi sifat yang kurang baik disingkirkan atau gen bagi sifat yang baik diperkenalkan.

Teknik ini telah digunakan untuk menghasilkan ubat-ubatan dari bakteria

seperti insulin.

Contohnya insulin dihasilkan dengan memasukkan gen yang mengawal insulin manusia ke dalam bakteria. Ini menyebabkan ia membiak dengan cepat dan banyak menghasilkan insulin.


a) _________________ merupakan unit-unit asas pewarisan yang diperturunkan.

b) Alel ialah gen-gen yang berada pada lokus yang sama pada

kromosom________________ yang mengawal ciri-ciri yang sama.

c) Genotip heterozigous akan menunjukkan fenotip yang dikawal oleh gen___________________.

d) Hukum_____________________ menyimpulkan bahawa ciri-ciri pewarisan

organisma ditentukan oleh faktor yang wujud dalam pasangan.

AKTIVITI 1D


a) Gen b) Homolog

c) Dominan

d) Mendel 1

MAKLUM BALAS 1D


1. Sel tumbuhan mengandungi dinding sel, membran plasma, sitoplasma, vakuol, kloroplas, mitokondria dan nukleus.

2. Sel haiwan mengandungi membran sel, sitoplasma, mitokondria dan nukleus.

3. Fungsi kromosom dan DNA ialah sebagai pembawa maklumat pewarisan (gen)

dan terlibat dalam pembahagian sel.

4. Sel soma terhasil melalui proses mitosis manakala sel gamet terhasil melalui proses meiosis.

5. Bilangan kromosom dalam sel soma (proses mitosis) sentiasa tetap tetapi

berlainan bagi organisma yang lain.

6. Sitokinesis ialah pembahagian sitoplasma.

7. Kultur tisu ialah satu teknik pengkulturan sel tunggal atau cebisan tisu atau organ haiwan atau tumbuhan secara in-vitro (dalam kaca).

8. Melalui teknik pengklonan,

a) Klon yang dihasilkan mempunyai ciri yang lebih baik. b) Klon yang terhasil seiras dengan induk. c) Klon yang terhasil boleh dibiak dan dihasilkan dengan cepat.

9. Meiosis menjamin bilangan kromosom diploid sesuatu organisma yang menjalankan pembiakan seks sentiasa dikekalkan dari satu generasi ke generasi yang lain.

10. Pembiakan seks melibatkan induk jantan dan induk betina untuk menghasilkan

gamet jantan (sperma) dan gamet betina (ovum) yang selepas melalui pensenyawaan akan menghasilkan zuriat.

11. Teknik permanian beradas digunakan apabila suami mandul.

12. Teknik in-vitro digunakan apabila isteri mengalami masalah tiub fallopio yang

tersekat.

13. Kehamilan boleh dicegah dengan menggunakan kaedah-kaedah yang boleh menghalang persenyawaan gamet-gamet.

FAKTA KUNCI


14. Plasenta terdiri daripada tisu embrio yang berkembang dalam dinding uterus ibu semasa fetus membesar.

15. Tali pusat menghubungkan fetus dengan plasenta.

16. Bahan-bahan seperti alkohol, dadah, bahan-bahan pencemaran seperti asap

rokok serta virus dapat menembusi plasenta ke dalam peredaran darah fetus.

17. Ibu mengandung harus:- a) Menjaga kesihatan diri. b) Mengambil nutrisi yang baik dan seimbang (banyakkan protein,garam

mineral dan vitamin). c) Mengelakkan diri daripada mengambil dadah, alkohol, rokok dan

mengambil ubat tanpa arahan doktor. d) Melakukan senaman ringan.

18.

Istilah genetik

Maksud istilah

Gen Unit-unit asas pewarisan yang diperturunkan Alel Gen-gen pada lokus yang sama pada kromosom homolog yang

mengawal ciri-ciri yang sama Gen dominan

Gen yang mempamerkan kesan fenotip bagi sesuatu ciri-ciri yang kawalnya

Gen resesif Gen yang mempamerkan kesan fenotip bagi suatu ciri-ciri yang dikawalnya dalam keadaan homozigot sahaja iaitu kedua-dua gen resesif

Hetorozigous Mempunyai 2 gen pada alel yang mengawal ciri-ciri yang sama adalah berbeza (1 resesif, 1 dominan)

Homozigous Mempunyai 2 gen pada alel yang mengawal ciri-ciri yang sama adalah sama (kedua-duanya resesif atau dominan)

Genotip Merujuk kepada komposisi genetik dalam sel-sel sesuatu organisma

Fenotip Merujuk kepada ciri-ciri yang boleh dilihat, diukur dan dikesan (ciri-ciri luaran)

19. Kesimpulan Hukum Mendel 1

d) Ciri-ciri pewarisan organisma ditentukan oleh faktor-faktor (gen) yang wujud dalam pasangan.

e) Semasa pembentukkan gamet, setiap gamet hanya membawa satu faktor daripada pasangan tersebut.

f) Apabila dua bentuk alternatif bagi sesuatu faktor hadir pada satu organisma, hanya bentuk faktor dominan akan menonjol sebagai fenotip.

20. Pembiakbakaan dilakukan dalam bidang pertanian dan penternakan untuk

meningkatkan mutu dan produktiviti.


21. Sifat- sifat baik pembiakbakaan ialah v) Masa kematangan dipendekkan vi) Kualiti dan kuantiti hasil pertanian meningkat vii) Tanaman dan ternakan dapat menyesuaikan diri dengan lebih baik

dengan persekitaran viii) Peningkatan daya ketahanan terhadap penyakit dan serangan serangga

perosak. 22. Merupakan proses manipulasi secara saintifik pada gen dan kromosom dalam

sel hidup dengan mengubah kandungan genetik organisma supaya gen bagi sifat yang kurang baik disingkirkan atau gen bagi sifat yang baik diperkenalkan.


Soalan 1.1

a) Labelkan bahagian-bahagian sel dibawah. b) Nyatakan empat peringkat dalam mitosis. c) Terangkan bagaimana sitokinesis berlaku dalam sel haiwan.

g) Berikan empat kebaikan dan keburukan pengklonan.

PENILAIAN KENDIRI

iiiiiiivvvivii


Soalan 1.2

a) Labelkan peringkat – peringkat meiosis pada gambarajah yang ditunjukkan di bawah.

b) Apakah perbezaan dari segi genetik diantara proses mitosis dan meiosis? c) Lakarkan satu cartalir untuk menunjukkan bilangan kromosom dalam sel induk,

sel gamet dan zigot manusia.

d) Terangkan proses permanian beradas.

e) Senaraikan empat kaedah pencegahan kehamilan dalam manusia.

Soalan 1.3

a) Lukis dan labelkan bahagian - bahagian yang menghubungkan fetus dan ibu. b) Terangkan bagaimana pertukaran nutrien, oksigen dan bahan kumuh antara ibu dan fetus berlaku.

Meiosis I

i.

ii.

iii.

iv.


Soalan 1.4 a) Terangkan maksud istilah-istilah berikut:- i) Gen ii) Alel iii) Gen resesif iv) Homozigous v) Fenotip b)

Rajah menunjukkan pengacukkan tumbuhan baka tulen. Namakan proses B yang terlibat dalam penghasilan gamet dan isikan kandungan genetik (i) hingga (viii) bagi gamet dan generasi pertama.

c) Terangkan maksud pembiakbakaan dan berikan tiga contoh tumbuhan/ haiwan

yang terhasil melalui kaedah ini.

Induk

Gamet (G1)

Generasi pertama (F1)

Sumber: Biologi Spm, Sasbadi


Jawapan 1.1 a)

b) Profasa, Metafasa, Anafasa dan Telofasa.

c) Dalam sel haiwan , sitokinesis berlaku melalui pencerutan membran sel dan bentukkan mikrofin sehingga menjadi dua sel anak.

d) Kebaikan Dan Keburukan Pengklonan Kebaikan Keburukan

• Membolehkan pemilihan baka yang baik. • Kesan sampingan masih belum diketahui.

• Dapat dihasilkan dengan cepat, banyak dengan mewarisi semua ciri.

• Melibatkan pembiakan vegetatif. Tidak

melibatkan agen pendebungaan dan berlaku bila-bila masa.

• Klon tidak menunjukkan variasi dari segi genetik.

• Tidak berupaya menentang penyakit

baru atau perosak. • Klon mencapai kematangan dengan

singkat dan menjimatkan kos.

• Klon-klon bakteria yang berguna dapat

digunakan untuk menjaga alam seperti pembersihan tumpahan minyak dan pelupusan bahan toksik.

• Mungkin mengalami mutasi semulajadi yang boleh membahayakan manusia dan alam sekitar.

• Menghalang proses pemilihan

semulajadi dalam alam yang boleh menyebabkan kemunculan spesis baru.

MAKLUM BALAS PENILAIAN KENDIRI

mitokondria


Jawapan 1.2

a) i. Profasa 1 ii. Metafasa 1 iii. Anafasa 1 iv. Telofasa 1. b)

c) Teknik permanian beradas digunakan apabila suami mandul. -sperma dari penderma disuntik ke dalam uterus semasa pengovulan

dengan tidak melibatkan perhubungan seks.

d) Empat kaedah pencegahan kehamilan ialah:- - Kaedah fizikal - Kaedah kimia - Kaedah biologi - Kaedah pensterilan


Jawapan 1.3

a) b)

Tali pusat menghubungkan fetus dengan plasenta.

Ia mengandungi vena dan arteri untuk mengangkut makanan, oksigen dan hasil kumuhan.

Kapilari darah ibu dan plasenta dipisahkan oleh membran yang nipis.

Makanan dan oksigen dalam darah ibu yang datang terus daripada aorta

meresap keluar dari salur darah ibu ke dalam kapilari darah plasenta.

Hasil perkumuhan (karbon dioksida dan urea) pula meresap keluar ke ruang darah uterus ibu.


Jawapan 1.4 a)

Istilah genetik

Maksud istilah

Gen Unit-unit asas pewarisan yang diperturunkan Alel Gen-gen pada lokus yang sama pada kromosom homolog yang mengawal

ciri-ciri yang sama Gen resesif Gen yang mempamerkan kesan fenotip bagi suatu ciri-ciri yang dikawalnya

dalam keadaan homozigot sahaja iaitu kedua-dua gen resesif Homozigous Mempunyai dua gen pada alel yang mengawal ciri-ciri yang sama adalah

sama (kedua-duanya resesif atau dominan) Fenotip Merujuk kepada ciri-ciri yang boleh dilihat, diukur dan dikesan (ciri-ciri

luaran) b) Proses B ialah Meiosis

i. T ii. T iii. t iv. t v. Tt vi. Tt vii. Tt viii. Tt

c)

Pembiakbakaan ialah proses penghasilan anak-anak tumbuhan dan haiwan yang lebih berkualiti melalui pengacukkan induk-induk ciri baka yang bermutu tinggi. Ia dilakukan dalam bidang pertanian dan perternakan untuk meningkatkan mutu dan produktiviti.

Beberapa contoh hasil pembiakbakaan adalah seperti berikut:-

Tumbuhan/Haiwan Spesis Dikacukkan Hasil Kelapa Sawit Palma Disiefera

- Hasil minyak tinggi Palma Dura - Buah lebih cepat masak

Palma Tenera - Hasil minyak tinggi - Buah lebih besar - Berbuah lebih banyak

Lembu Lembu Kelantan - Banyak lemak Lembu Furiesia - banyak susu

- Lembu banyak susu dan lemak - Menyesuaikan diri dengan

persekitaran

Kambing Kambing tempatan - susu banyak Kambing Jumnapari -Daging banyak

- Baka baru banyak susu dan daging

SAINS GUNAAN I SPA 205 / 2/1

UNIT 2 MAKANAN DAN NUTRISI

OBJEKTIF AM : Setelah mengikuti unit ini anda boleh:-

Memahami kepentingan diet seimbang, faktor-faktor yang mempengaruhi keperluan diet, kepentingan teknologi makanan, cara pemprosesan makanan dan mengenalpasti mikroorganisma yang merosakkan makanan.

OBJEKTIF KHUSUS Setelah menyelesaikan unit ini anda akan dapat:-

Menerangkan maksud diet, diet seimbang, maksud dan kepentingan teknologi makanan.

Menyenaraikan faktor-faktor yang mempengaruhi diet dan merancang diet mengikut keperluan individu.

Mengenalpasti mikroorganisma yang merosakkan makanan. Menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi kadar pertumbuhan dan aktiviti

mikroorganisma. Menentukan kaedah-kaedah pemprosesan makanan serta jenis aditif yang

digunakan.


2.0 PENGENALAN Dalam unit ini, anda dapat mempelajari maksud nutrisi, pencemaran makanan dan teknologi makanan.

2.1 NUTRISI

Diet ialah pengambilan makanan setiap hari oleh individu. Pemakanan yang baik bermakna diet mengandungi nutrien yang cukup dengan

keperluan individu.

Diet seimbang bermakna pengambilan makanan yang mengandungi semua nutrien dan bahan makanan dalam kuantiti yang diperlukan.(Lihat Rajah 2.1)

Nutrien tersebut ialah karbohidrat, protein, lemak, vitamin, garam mineral, air

dan pelawas.

Kesan diet seimbang ialah tubuh bertenaga tumbesaran sempurna berselera makan sistem pencernaan dan perkumuhan berjalan lancar.

INPUT 2A

Rajah 2.1 : Piramid makanan

Sumber: Pengurusan Makanan Tingkatan 5, JPT


Piramid makanan boleh dijadikan panduan diet seimbang tentang jenis dan jumlah makanan yang disarankan untuk seharian.

Faktor yang mempengaruhi diet individu adalah:- Umur Jantina Aktiviti fizikal Keadaan kesihatan dan keperluan tertentu Saiz tubuh

PETA KONSEP FAKTOR-FAKTOR KEPERLUAN DIET Ibu mengandung

protien vitamin mineral pelawas

atlit vegetarian Bayi Keperluan tertentu kanak-kanak pesakit remaja Umur kencing dewasa tekanan manis darah tinggi tua Aktiviti fizikal saiz tubuh jantina Aktif kurang aktif besar kecil lelaki perempuan lebih kurangkan banyak kurang

Protein, karbohidrat, vitamin, mineral

karbohidrat protien

Bijirin sumber protein

kurangkarbohidrat

kan

Kurangkan protein dan karbohidrat Lebihkan vitamin, mineral dan pelawas

Faktor-faktor yang

mempengaruhi keperluan diet

kurangkan karbohidrat

emak & l

Karbohidrat & lem

Protein, karbohidrat,ak Lemak & mineral diet


a) Roti membekalkan nutrien______________. b) Bayi memerlukan lebih banyak__________________. c) Remaja perempuan memerlukan lebih____________berbanding remaja

lelaki. d) Air dan pelawas menyebabkan penyakit____________.

e) Ahli sukan perlu makanan yang mengandungi lebih banyak___________ dan

______________.

f) Seorang dewasa mengambil makanan berlemak berlebihan, lebih mudah menghidap penyakit___________.

AKTIVITI 2A


a) Karbohidrat b) Protein

c) Ferum

d) Sembelit

e) Karbohidrat , protein

f) Darah tinggi

MAKLUM BALAS 2A


INPUT 2B

2.2 PENCEMARAN MAKANAN

2.2.1 Jenis-jenis mikroorganisma

Makanan biasanya dicemari oleh mikroorganisma atau bahan kimia. Mikroorganisma terdiri daripada bakteria, kulat, yis, alga dan protozoa.(Lihat

Rajah 2.2)

Pencemaran makanan oleh mikroorganisma berlaku akibat tindakan enzim-enzim yang dihasilkan oleh mikroorganisma tersebut.

Pencemaran makanan dikenalpasti dengan cara melihat, mencium, merasa dan

menyentuh makanan tersebut. Contoh:-

sosej/ daging masak - berlendir - jalinan kulat

minuman - kelihatan keruh - bau busuk

susu - terasa masam dan berbuih

Rajah 2.2 : Pelbagai jenis mikroorganisma

Bakteria Yis

Kulat Penicillium Kulat Mukor

Sumber:Biologi SPM, Sasbadi


Faktor-faktor yang mempengaruhi kadar pertumbuhan aktiviti mikroorganisma adalah:-

a) Suhu

Terdapat tiga zon kawalan suhu • Zon binasa (74 ºC – 100 ºC)

- Sebahagian besar mikroorganisma musnah. - Ada mikroorganisma yang berupaya membentuk sel dan spora pada

suhu tinggi. • Zon bahaya (16 ºC – 50 ºC)

- Pembiakan mikroorganisma adalah aktif.

Zon selamat (4 ºC - ( -20 ºC ) - Pertumbuhan mikroorganisma dilambatkan tetapi tidak dimusnahkan.

b) pH Kadar pertumbuhan mikroorganisma menjadi lambat jika keadaan pH makanan terlalu berasid atau beralkali. pH paling sesuai untuk pertumbuhannya ialah pada pH 6 ≈ 8.

c) Kelembapan

Keadaan yang lembap merangsangkan kadar pertumbuhan dan aktiviti mikroorganisma.

d) Nutrien (makanan)

Bahan makanan dan masakan yang berasid rendah serta mengandungi protein dan karbohidrat yang tinggi membantu meninggikan pertumbuhan dan aktiviti mikroorganisma.

e) Cahaya

Dalam keadaan keamatan cahaya yang tinggi atau sinar ultraungu, pertumbuhan dan aktiviti mikroorganisma terencat dan dimusnahkan.


a)________, _____ _, ______, ____ dan protozoa merupakan

mikroorganisma yang menyebabkan pencemaran makanan. b) Pada pH, _______________ merupakan nilai pH yang paling sesuai untuk

pertumbuhan dan aktiviti mikroorganisma.

c) Pada suhu yang sangat tinggi, ada bakteria yang membentuk _____________ dan sel yang kering (tidak aktif).

d)______________ dapat merencatkan atau memusnahkan pertumbuhan /aktiviti mikroorganisma

AKTIVITI 2B


a) Bakteria, kulat b) 6 ≈ 8

c) Spora

d) Sinar ultraungu

MAKLUM BALAS 2B


2.3 TEKNOLOGI MAKANAN

Merupakan kaedah-kaedah yang digunakan untuk memanjangkan tempoh penggunaan makanan.

Diantara kepentingan teknologi makanan adalah seperti berikut:-

Mengatasi faktor-faktor yang merosakkan makanan seperti tindakan

mikroorganisma dan pengoksidaan makanan. Memanjangkan tempoh penggunaan makanan. Mengelakkan pembaziran. Mempelbagaikan penggunaan makanan. Meninggikan nilai komersial makanan.

2.3.1 Kaedah pemprosesan makanan dalam melanjutkan tempoh penyimpanan makanan.

Kaedah Proses Tujuan Contoh

1. Haba a) Memasak

Memasak pada suhu tinggi

Membunuh bakteria

Daging, ikan dan sayuran

b) Pengeringan Kandungan peratus air dalam makanan di kurangkan

Mikroorganisma tidak boleh hidup tanpa air

Tepung, buah-buahan dan sayuran kering

c) Pensterilan

Memasak pada suhu melebihi 100 0C

Membunuh bakteria dan memusnahkan spora tanpa mengubah nilai nutrisi dan warna

Susu UHT

2. Penurunan Suhu a) Penyejukan

Disejukkan pada suhu 4 0C hingga - 20 0C

Mikroorganisma tidak aktif

Bebola daging dan ikan

3. Pendehidratan Makanan dikeringkan pada tekanan rendah, air tersejat tanpa meningkatkan suhu sebelum dibungkus

Mikroorganisma tidak boleh hidup aktif tanpa air

Susu tepung

INPUT 2C


Kaedah Proses Tujuan Contoh 4. Pemekatan a) Penggaraman atau halwa

Makanan direndam dalam larutan garam pekat atau dididihkan dengan gula

Mikroorganisma kekurangan air

Daging, telur itik, buah, susu dan sayur

5.Penambahan aditif makanan (penjerukan)

Makanan direndam dalam larutan asid cuka

Merendahkan pH makanan. Mikroorganisma tidak dapat hidup aktif

Cili, halia, bawang dan betik

6.Fermentasi makanan

Yis digunakan untuk membentuk hasil penapaian

Kandungan peratus alkohol yang tinggi merencatkan aktiviti mikroorganisma

Beras, pulut, kacang soya dan tempe

7. Penyinaran dan gelombang mikro

Sinar-X dan gama di sinarkan kepada makanan

Untuk membunuh mikroorganisma

Makanan dalam tin dan bungkusan

Tempoh penyimpanan makanan dapat dilanjutkan dengan menggunakan kaedah

pemprosesan makanan yang bersesuaian. (Lihat Jadual 2.1) Jenis aditif makanan yang digunakan untuk pemprosesan makanan adalah:-

Bahan pengawet - contoh natrium nitrit dan sulfur dioksida Bahan pewarna - contoh sintetik tartrazine Bahan perisa - contoh monosodium glutamate dan gula

Aditif ini tidak mempunyai nilai nutrisi tetapi digunakan untuk

Mengawet bahan makanan Memberikan warna Menambah atau mengubah rasa makanan

Kesan jangka masa panjang penggunaan aditif makanan dengan banyak adalah

seperti berikut :- Kesan gerak balas alergik Penyakit ekzema Kemungkinan menghidap kanser

Adalah lebih selamat jika pengambilan aditif makanan dielakkan.

Jadual 2.1 : Kaedah – kaedah pemprosesan makanan


2.3.2 Akta makanan Akta makanan 1983 dan peraturan makanan 1985 mewajibkan

pengeluar/pengilang makanan yang dibungkus mesti mempunyai label (Lihat Rajah 2.3) yang menunjukkan:-

Nama sebutan sebenar makanan. Isipadu (bilangan/ berat). Nama dan alamat pengilang. Penandaan tarikh. Senarai ramuan disusun menurun mengikut berat. Aditif makanan yang digunakan. Komposisi khasiat makanan. Cara penyimpanan.

Rajah 2.3 : Contoh bungkusan makanan yang berlabel


a) Pemprosesan makanan adalah satu kaedah untuk _______________tempoh

) Susu UHT menggunakan kaedah _________________sebagai pemprosesan

) ______________ dan________________ digunakan untuk membunuh

) Natrium nitrit dan sulfur dioksida digunakan sebagai bahan

) Monosodium glutamate ditambahkan dalam makanan sebagai

AKTIVITI 2C

pengunaan makanan.

bmakanan.

cmikroorganisma dalam kaedah penyinaran dan gelombang mikro.

d__________________ dalam aditif makanan.

ebahan_____________.


a) Memanjangkan

) Pensterilan

c) Sinar-x dan gama

d) Pengawetan e) Perisa

MAKLUM BALAS 2C

b


1. Diet seimbang bermakna pengambilan makanan yang mengandungi semua

. Faktor yang mempengaruhi diet individu adalah:-

izikal

atan dan keperluan tertentu

3. Mikroorganisma terdiri daripada:-

oa

4. Fak r-faktor yang mempengaruhi kadar pertumbuhan aktiviti mikroorganisma

hu

mbapan

5. Diantara kepentingan teknologi makanan adalah seperti berikut:-

Mengatasi faktor-faktor yang merosakkan makanan seperti tindakan

• .

an makanan.

FAKTA KUNCI

nutrien dan bahan makanan dalam kuantiti yang diperlukan.

2• Umur • Jantina• Aktiviti f• Keadaan kesih• Saiz tubuh

• Bakteria • Kulat • Yis • Alga • Protoz to

adalah:- • Su• pH • Kele• Makanan • Cahaya

•

mikroorganisma dan pengoksidaan makanan. Memanjangkan tempoh penggunaan makanan

• Mengelakkan pembaziran. • Mempelbagaikan pengguna• Meninggikan nilai komersial makanan


oalan 2.1

PENILAIAN KENDIRI

S

a) Nyatakan maksud diet seimbang.

) Senaraikan empat faktor-faktor yang mempengaruhi diet seseorang.

Soalan 2.2

b

a) Nyatakan mikroorganisma yang menyebabkan pencemaran makanan.

) Terangkan bagaimana faktor-faktor suhu dan pH mempengaruhi kadar

Soalan 2.3

b

pertumbuhan dan aktiviti mikroorganisma.

a) Terangkan maksud dan kepentingan teknologi makanan.

) Huraikan kaedah pemprosesan makanan secara fermentasi dan pemekatan. c) Berikan contoh-contoh makanan yang diproses dengan kaedah tersebut.

b


Jawapan 2.1

a) Diet seimbang bermakna pengambilan makanan yang mengandungi semua

b) Suhu, pH, kelembapan, makanan dan cahaya.

awapan 2.2

a) Bakteria, kulat, yis, alga dan protozoa

b) Suhu tiga zon kawalan suhu

C) isma musnah.

dalah aktif.

dilambatkan tetapi tidak dimusnahkan.

pH - Kadar pertumbuhan mikroorganisma menjadi lambat jika keadaan pH tuk

2.3

a) Merupakan kaedah-kaedah yang digunakan untuk memanjangkan tempoh

nologi makanan adalah seperti berikut:- perti tindakan

• .

an makanan.

b) Pemekatan - Makanan direndam dalam larutan garam pekat atau dididihkan

untuk membentuk hasil penapaian.

c) Contoh – contoh makanan ialah daging, telur itik, buah, susu dan sayur.


nutrien dan bahan makanan dalam kuantiti yang diperlukan.

J

Terdapat a. Zon binasa (74 ºC – 100 º Sebahagian besar mikroorganb. Zon bahaya (16 ºC – 50 ºC) Pembiakan mikroorganisma ac. Zon selamat (4 ºC - ( -18 ºC ) Pertumbuhan mikroorganisma

makanan terlalu berasid atau beralkali. pH paling sesuai unpertumbuhannya ialah pada pH 6 ≈ 8

Jawapan

penggunaan makanan. Diantara kepentingan tek

• Mengatasi faktor-faktor yang merosakkan makanan semikroorganisma dan pengoksidaan makanan. Memanjangkan tempoh penggunaan makanan

• Mengelakkan pembaziran. • Mempelbagaikan pengguna• Meninggikan nilai komersial makanan.

dengan gula. Fermentasi - Yis digunakan

SAINS GUNAAN I SPA 205 / 3 / 1

UNIT 3 BAHAN SINTETIK

OBJEKTIF AM : Setelah mengikuti unit ini anda boleh :- Mengenalpasti bahan tradisional, bahan sintetik, logam, aloi, bahan seramik, polimer dan komposit. OBJEKTIF KHUSUS : Setelah menyelesaikan unit ini anda akan dapat :-

Mengasingkan bahan tradisional dan bahan sintetik. Menyatakan sifat-sifat am bahan-bahan tradisional, bahan sintetik, logam, aloi,

seramik dan polimer. Menjelaskan dengan contoh kegunaan bahan tradisional, bahan sintetik dan

polimer dan komposit. Membandingkan kekuatan regangan logam dengan aloi, dan kekuatan logam

dengan aloi. Menghubungkait kegunaan logam dan aloi dalam bidang-bidang pembuatan. Membezakan seramik dengan logam. Menyenaraikan monomer-monomer dan polimer terbitannya. Menerangkan maksud komposit Membanding dan membezakan sifat komposit dengan komponennya.


3.0 PENGENALAN Perbandingan antara bahan tradisional dan sintetik, logam dan aloi, bahan seramik, polimer dan komposit akan dibincangkan. 3.1 BAHAN TRADISIONAL DAN BAHAN SINTETIK

• Bahan tradisional ialah bahan yang diperolehi secara terus dari haiwan , tumbuhan dan alam sekeliling.

• Contohnya kayu, getah asli, tanih, logam, kulit haiwan, kapas, sutera, bulu dan lain-lain.

• Bahan sintetik ialah bahan baru yang diperolehi melalui proses kimia. • Contohnya plastik, polistirena, kaca dan lain-lain. • Jadual 3.1 menunjukkan sifat am bahan tradisional dan bahan sintetik serta

kegunaannya.

INPUT 3A


Sifat Am Bahan Tradisional dan Bahan Sintetik Serta Kegunaannya

Bahan Sifat Kegunaan

Tradisional 1. Kayu

Menyerap air Terapung dalam air Kuat Tahan lama Mengandungi pulpa

Rakit,sampan, perabut, papan pembinaan,kertas

2. Tanih Tanah liat dan pasir

Kuat Penebat haba Mulur Mudah dibentuk

Bata, jubin, tembikar, pasu bunga, kaca, simen

3. Getah asli Kenyal Tayar, pemadam, belon, pakaian selam, sarung tangan

4. Logam Mudah dibentuk Berkilat Tahan haba Mudah digilap

Paku, tin makanan, alatan memasak, barang kemas, dawai elektrik

5. Kulit Penebat haba tahan

Pakaian kulit

6. Kapas Lembut Ringan

Isian bantal, kain selimut

7. Sutera Lembut Ringan Tahan

Jubah, skaf, kain sutera

8. Bulu Penebat haba Baju panas, permaidani Bahan Sintetik 1. Plastik

Boleh terapung Lutsinar Ringan, mudah diwarnakan Mudah dibentuk Kalis air Penebat haba

Kaca mata, kerusi meja plastik, baju hujan, bekas makanan, pemegang alatan memasak

2. Kain sintetik (Petroleum atau gentian selulosa)

Berkilat, licin, kalis air Kuat Kenyal

Kain rayon, nilon, poliester, payung, sarung kaki

Jadual 3.1 : Sifat am bahan tradisional dan sintetik serta kegunaan


a) Bahan tradisional ialah bahan yang diperolehi secara terus dari _______ , _____________ dan ___________.

b) Kuat, penebat haba, mulur dan mudah dibentuk adalah sifat tradisional bahan ___________. c) Berikan tiga contoh bahan tradisional. d) Bahan tradisional _______ digunakan untuk membuat kertas.

AKTIVITI 3A


a) Haiwan, tumbuhan, alam sekeliling b) Tanih c) Kayu, tanih, getah asli d) Kayu

MAKLUM BALAS 3A


3.2 LOGAM DAN ALOI

• Logam terdiri daripada atom - atom yang sama jenis • Atomnya sama saiz dan bentuk • Rajah 3.2 menunjukkan susunan dan bentuk logam tulen

• Aloi ialah campuran dua atau lebih unsur mengikut peratusan yang tertentu • Unsur utamanya ialah logam • Contoh :-

• Jadual 3.3 menunjukkan perbandingan logam tulen dengan aloi

Logam Tulen

Aloi

Zarah tersusun padat dan teratur Zarah asing bertaburan secara rawak dan

terselit antara zarah-zarah logam Lapisan mudah menggelongsor di atas lapisan yang lain

Tiada struktur lapisan zarah. Tiada lapisan akan tergelongsor apabila daya di kenakan

Mulur dan boleh di tempa Lebih keras, kurang mulur dan tidak boleh ditempa

INPUT 3B

Rajah 3.2 : Susunan dan bentuk atom logam

Aluminium + kuprum + Magnesium Duralumin

Jadual 3.3 : Perbandingan logam tulen dengan aloi

Sumber : Eksplorasi Sains Ting. 4, Fajar Bakti

Sumber : Eksplorasi Sains Ting. 4, Fajar Bakti


• Aloi digunakan untuk

Menambah kekerasan dan kekuatan logam Mencegah kakisan logam Memperbaiki rupa bentuk logam

Jadual 3.4 menunjukkan jenis aloi, komposisi, sifat dan kegunaannya Jenis Aloi Komposisi Sifat Kegunaan Loyang 70 % kuprum

30 % zink Lebih keras daripada kuprum Alat elektrik, alat

dapur Gangsa 80 % kuprum

20 % timah Cantik dan keras Tidak berkarat

Barang perhiasan, pingat

Kupronikel 75 % kuprum 25 % nikel

Cantik dan berkilat Keras dan tahan lasak Tidak berkarat

Duit syiling

Keluli karbon

99 % besi 1 % karbon

Sangat keras dan tahan tekanan Tidak berkarat

Bangunan, kereta, kabel

Keluli nirkarat

74 % besi 8 % karbon 18 % kromium

Sama dengan keluli karbon tetapi berkilat Lebih tahan kakisan daripada keluli karbon

Sudu, garpu dan pisau

Duralumin 93 % aluminium 3 % kuprum 3 % magnesium 1 % mangan

Keras tetapi ringan Badan kapalterbang, tanggga mudah alih

Piuter 96 % timah 3 % kuprum 1 % antimoni

Cantik dan keras Barang perhiasan

Jadual 3.4 : Jenis aloi, komposisi, sifat dan kegunaan


a) _________ terdiri daripada atom-atom yang sama jenis. b) _________ ialah campuran dua atau lebih unsur mengikut peratusan

tertentu.

c) Aloi digunakan untuk menambahkan ____________ dan________ logam.

d) _________ adalah keras tetapi sangat ringan, biasa digunakan dalam binaan kapal terbang dan tangga mudah alih.

AKTIVITI 3B


a) Logam b) Aloi c) Kekerasan, kekuatan d) Duralumin

MAKLUM BALAS 3B


3.3 BAHAN SERAMIK

• Ialah bahan tidak organik yang diperolehi apabila tanah liat dibakar dengan

suhu tinggi. • Tanah liat (aluminium silikat Al2 S2O3) apabila dicampur dengan air ia menjadi

lembut dan mudah dibentuk. • Sifat ini dikenali sebagai plastik dalam tanah liat. • Unsur utama dalam seramik ialah silikon, oksigen dan aluminium. • Sifat-sifat am seramik ialah

Keras Rintangan haba yang tinggi Penebat elektrik Lengai terhadap bahan kimia Tahan mampatan

• Jadual 3.5 menunjukkan sifat-sifat am dan kegunaan seramik

Sifat Kegunaan 1. Plastik, keras Pasu bunga

Pinggan mangkuk Periuk Bunga perhiasan Sokongan kepada kabel-kabel besar dan berat

2. Penebat elektrik Bahan penebat elektrik 3. Tahan haba Membuat palam pencucuh 4. Lengai terhadap bahan kimia Peralatan makmal

INPUT 3C

Jadual 3.5 : Sifat dan kegunaan seramik


a) Bahan seramik ialah bahan__________yang diperolehi daripada tanah liat dan dibakar dengan suhu tinggi.

b) Tiga kandungan utama tanah liat ialah ________, __________ dan __________.

c) Sifat _________ dan_________ digunakan untuk membuat pasu bunga.

d) Palam pencucuh menggunakan bahan seramik adalah kerana ia________.

AKTIVITI 3C


a) Bukan organik b) Aluminium, silikon dan oksigen

c) Plastik, keras

d) Tahan haba

MAKLUM BALAS 3C


3.4 POLIMER

• Polimer ialah molekul berantai panjang yang terbina daripada gabungan

banyak unit kecil yang dikenali sebagai monomer. • Polimer semulajadi ialah:-

Otot-otot Getah Kayu Kapas Rambut

• Polimer sintetik ialah polimer yang dibuat oleh manusia daripada bahan kimia. Bahan kimia yang biasa digunakan ialah petroleum, arang batu dan selulosa.

• Jadual 3.6 menunjukkan jenis polimer sintetik, monomer, ciri-ciri dan kegunaannya.

Polimer Sintetik Monomer Ciri-ciri Kegunaan Plastik Etena Lutsinar

Lembut Mudah dibentuk

Bekas minuman, baldi, barangan plastik

Polivinil klorida (PVC)

Kloroetena @ Vinil klorida

Tahan lasak Mudah diwarnakan

Paip PVC, baju hujan, kusyen PVC

Polistirena Stirena Ringan Kalis air Murah

Bekas polistirena

Nilon (Poliamida)

Heksana-1,6 –diamina atau asid heksana-1,6 -dioik

Kuat Kenyal

Tali nilon, berus gigi, pakaian nilon

Getah sintetik (Neoprena)

Kloroprena Tahan suhu tinggi Kenyal Kuat

Tayar kereta Hos paip

Poliester Ester Tidak mudah renyuk Pakaian kain kapas

INPUT 3D

Jadual 3.6 : Polimer sintetik, monomer, ciri-ciri dan kegunaan


a) Polimer ialah___________yang terbina daripada gabungan banyak unit kecil

yang dikenali sebagai____________. b) _____________, ______________ dan ___________merupakan polimer

semulajadi.

c) Bahan kimia yang biasa digunakan untuk membuat polimer sintetik ialah __________, ___________ dan gentian selulosa.

d) ______________ dihasilkan oleh monomer etena digunakan untuk membuat

bekas minuman.

AKTIVITI 3D


a) Molekul berantai panjang, monomer b) Kayu, kapas, rambut, getah

c) Petroleum, arang batu

d) Polietena

MAKLUM BALAS 3D


3.5 KOMPOSIT

• Ialah bahan pepejal baru yang dihasilkan daripada campuran dua atau lebih bahan seperti logam, aloi, seramik dan polimer.

• Bahan yang terhasil mempunyai sifat gabungan bahan asalnya. • Umumnya, ia lebih baik sifatnya daripada bahan asal. • Jadual 3.7 menunjukkan nama komposit, ciri-ciri dan kegunaannya. • Satu siri penyelidikan yang berterusan hingga terhasil bahan dengan sifat

sangat istimewa sebelum tujuan penggunaan yang khusus. Antara sifat istimewanya ialah:-

Cantik Kuat Liat Ringan Kenyal Pengalir haba dan elektrik yang baik Ketegangan tinggi

Nama Komposit Ciri - ciri Kegunaan

Papan lapis kayu Lebih kuat Binaan bangunan Superkonduktor (logam + seramik + aloi)

Mengalirkan arus elektrik tanpa sebarang rintangan

Binaan badan keretapi laju Biomagnet Mesin imej Resonan bermagnet Alatan elektrik

Konkrit diperkukuhkan (simen + pasir + logam + batu bata)

Sangat kuat Tahan hentakan Boleh menampung beban yang berat

Bahan binaan untuk bangunan, jambatan dan jalanraya

Plastik diperkukuhkan dengan kaca

Mudah dibentuk Kuat Ringan Rupa cantik

Bahagian rumah Bingkai kayak

Kaca fotokromik Berubah dari lutsinar kepada berwarna apabila terdedah kepada cahaya

Kanta kaca mata Tingkap kereta Tingkap bangunan

INPUT 3E


a) Komposit ialah bahan pepejal baru yang dihasilkan daripada campuran dua atau

lebih bahan seperti _____________, _____________ dan polimer. b) Bahan komposit biasanya mempunyai sifat _____________ bahan asalnya.

c) _____________ ialah satu bahan komposit yang diperbuat daripada sebatian

logam, seramik oksida, logam dan aloi dapat mengalirkan arus elektrik tanpa sebagai rintangan.

d) Komponen penting dalam konkrit ialah ____________, _________,

______________ dan ____________.

AKTIVITI 3E

Jadual 3.7 : Penggunaan komposit


a) Logam dan aloi b) Gabungan

c) Superkonduktor

d) Pasir, logam, batu bata

MAKLUM BALAS 3E


1. Bahan tradisional ialah bahan yang diperolehi secara terus dari haiwan ,

tumbuhan dan alam sekeliling. 2. Bahan sintetik ialah bahan baru yang diperolehi melalui proses kimia.

3. Logam terdiri daripada atom - atom yang sama jenis.

4. Aloi ialah campuran dua atau lebih unsur mengikut peratusan yang tertentu.

5. Bahan seramik ialah bahan tidak organik yang diperolehi apabila tanah liat

dibakar dengan suhu tinggi.

6. Unsur utama dalam seramik ialah silikon, oksigen dan aluminium.

7. Sifat-sifat am seramik ialah keras,rintangan haba yang tinggi, penebat elektrik, lengai terhadap bahan kimia dan tahan mampatan.

8. Polimer ialah molekul berantai panjang yang terbina daripada gabungan

banyak unit kecil yang dikenali sebagai monomer.

9. Polimer sintetik ialah polimer yang dibuat oleh manusia daripada bahan kimia.

10. Komposit ialah bahan pepejal baru yang dihasilkan daripada campuran dua

atau lebih bahan seperti logam, aloi, seramik dan polimer

FAKTA KUNCI


Soalan 3.1

a) Senaraikan dua bahan tradisional dan bahan sintetik. b) Bandingkan sifat-sifat am bahan tradisional dan bahan sintetik dari segi

kekerasan dan kekuatan Soalan 3. 2

a) Mengapakah aloi lebih kuat dan keras berbanding dengan logam tulen ? b) Tuliskan persamaan dan peratusan logam untuk membentuk duralumin.

Soalan 3. 3

a) Nyatakan komponen – komponen asas dalam bahan seramik. b) Senaraikan dua sifat seramik dan contoh kegunaannya.

Soalan 3.4

a) Terangkan perbezaan antara polimer semulajadi dengan polimer sintetik. b) Berikan dua contoh bagi polimer semulajadi dan polimer sintetik.

Soalan 3.5

a) Nyatakan komponen-komponen utama dalam konkrit. b) Apakah kelebihan konkrit yang dihasilkan berbanding simen biasa.

PENILAIAN KENDIRI


Jawapan 3.1 a)

Bahan Tradisional Bahan sintetik Kayu Plastik Tanih Kain sintetik

b) Kekuatan dan kekerasan bahan sintetik lebih baik daripada bahan tradisional. Jawapan 3.2

a) Aloi lebih kuat dan keras berbanding dengan logam tulen kerana zarah

asing bertaburan secara rawak dan terselit antara zarah-zarah logam dan menghalang gelongsoran antara lapisan.

b) Aluminium + kuprum + Magnesium + Mn Duralumin

93 % 3 % 3 % 1 % Jawapan 3.3 a) Komponen – komponen asas dalam bahan seramik ialah silikon, oksigen dan aluminium b)

Sifat Kegunaan 1. Plastik, keras Pasu bunga

Pinggan mangkuk Periuk Bunga perhiasan Sokongan kepada kabel-kabel besar dan berat

2. Penebat elektrik Bahan penebat elektrik 3. Tahan haba Membuat palam pencucuh 4. Lengai terhadap bahan kimia Peralatan makmal



Jawapan 3.4

a) Perbezaan antara polimer semulajadi dengan polimer sintetik ialah sumbernya. Polimer semulajadi di dapati dari alam sekitar seperti tumbuhan dan haiwan manakala polimer sintetik ialah polimer yang dihasilkan melalui proses kimia.

b)

Polimer Semulajadi Polimer Sintetik Getah asli Polistirena Protein Polivinil Klorida Kapas Nilon Rambut Getah sintetik

Jawapan 3.5 a) Konkrit diperkukuhkan (simen + pasir + logam + batu bata) b) Sangat kuat, tahan hentakan, boleh menampung beban yang berat


UNIT 4

DAYA

OBJEKTIF AM : Setelah mengikuti unit ini anda boleh :-

Mengetahui kepentingan daya dalam sistem mekanik, bendalir, elektrik dan terma. Memahami istilah am daya. Menyelesaikan masalah daya dan mengaplikasikannya dalam situasi tertentu.

OBJEKTIF KHUSUS : Setelah menyelesaikan unit ini anda akan dapat :-

Menerangkan kesan daya dalam sistem mekanik, bendalir, elektrik dan terma. Menjelaskan dengan contoh daya seimbang, daya tidak seimbang dan tekanan

dalam bendalir. Menerangkan kesan tork dan hubungannya dengan arah gerakan ikut arah jam

dan lawan jam. Menerangkan tekanan atmosfera dan aplikasinya dalam kehidupan. Menjelaskan dengan contoh hubungan antara tekanan dalam bendalir dengan

kedalaman. Membezakan di antara arus terus dengan arus ulangalik. Mengenalpasti bekalan voltan arus terus dan voltan arus ulangalik. Mengenalpasti komponen penting bagi satu litar elektrik Menentukan voltan bagi litar bersiri dan selari. Menjelaskan situasi di mana juruteknik mengukur voltan dan mengawal suhu. Menjelaskan perbezaan suhu mempunyai kesan terhadap daya dalam sistem

terma. Menjelaskan hubungan di antara perbezaan suhu dengan arah pemindahan haba

dalam suatu sistem terma.


4.0 PENGENALAN Daya dalam empat sistem yang berbeza iaitu mekanik, bendalir, elektrik dan terma akan dibincangkan.

4.1 DAYA DALAM SISTEM MEKANIK

4.1.1 Apakah itu daya?

• Kita perlu menarik atau menolak suatu kotak yang berat untuk memindahkan kedudukannya. Tolakan atau tarikan ini dinamakan sebagai daya.

• Tarikan dan tolakan ini juga berlaku apabila anda mengangkat barang, bernafas,

berjalan dan berbasikal. Semua yang kita lakukan diatas menggunakan daya.

• Dalam industri, semua operasinya bergantung kepada adanya daya. Contoh apabila jentolak meratakan tanah, robot mengangkat barang dan enjin motor dihidupkan. Disamping daya tolakan dan tarikan, daya geseran dan berat juga adalah contoh daya dalam sistem mekanik.

• Unit daya ialah kgms-2 atau Newton ( N ).

• Daya boleh disukat dengan spring penimbang yang berskala newton.

• Berat adalah jisim didarabkan dengan pecutan graviti.

Berat ( N ) = jisim ( kg ) x pecutan graviti ( ms-2 )

Dirumuskan sebagai :

W = mg

Dimana W - berat m - jisim g - pecutan graviti (10 ms-2 )

INPUT 4A


Contoh 4.1 Jika jisim anda ialah 50 kg, kirakan berat anda. Ambil pecutan graviti, g=10 ms-2 .

Penyelesaian Berat ( N ) = Jisim ( kg ) x Pecutan graviti ( ms-2 )

W = mg = 50 x 10 = 500 N

4.1.2 Kesan daya

Rajah 4.1 dan 4.2 menunjukkan beberapa kesan apabila daya dikenakan keatas suatu objek.

• Kesan-kesan daya adalah seperti berikut :-

Mengubah saiz Mengubah bentuk Mengubah kedudukan Mengubah kelajuan dan atau Mengubah arah gerakan

4.1.3 Daya seimbang dan tidak seimbang

• Dalam pertandingan tarik tali ada ketikanya penanda pada tali tidak bergerak.

Pada masa itu tarikan dari kedua-dua pasukan adalah sama kuat tetapi pada arah yang bertentangan. Pada masa inilah dikatakan daya seimbang.

Daya tarikan ke kiri = Daya tarikan ke kanan

100 N 100 N Daya seimbang

Rajah 4.1: Menunjukkan kereta dikemekkan

Rajah 4.2 : Menunjukkan budak memukul bola


• Apabila suatu pasukan itu tidak lagi dapat bertahan, daya tarikan mereka

menjadi lemah dan pergerakan akan berlaku kearah daya tarikan yang lebih besar.

80 N 100 N Daya tak seimbang

Daya tarikan ke kiri lebih kecil daripada daya tarikan ke kanan. Pergerakan tali itu akan arah ke kanan. Keadaan ini dikatakan daya tak seimbang.

• Apabila jumlah daya yang bertindak pada suatu jasad adalah sifar iaitu jumlah

daya ke kiri sama dengan jumlah daya ke kanan maka jasad itu berada dalam keseimbangan dan dikatakan daya seimbang.

• Jika sebaliknya jumlah daya yang bertindak pada suatu jasad adalah bukan sifar

iaitu jumlah daya ke kiri tidak sama dengan jumlah daya ke kanan maka jasad itu akan bergerak dan ia dikatakan daya tak seimbang.

Contoh 4.2 Kirakan jumlah daya yang bertindak dan nyatakan sama ada daya seimbang atau daya tak seimbang. F1 = 15 N, F2 = 10 N dan F3 = 5 N

a) b)

Penyelesaian

F1 > F2, maka daya tak seimbang F1 = F2 + F3, maka daya seimbang.

F 1 F 2 F 1F 2

F 3


4.1.4 TORK

• Dalam sistem berputar seperti membuka tombol pintu, nat tayar ataupun permainan jongkang jongkit, kesan daya yang bertindak itu dikenali sebagai tork.

Daya ( F )

Jarak ( d )

• Tork (Nm) = Daya (N) X Jarak tegak (Lengan)(m)

τ = F X d (Nm)

Contoh 4.3

Tork sebesar 30 Nm diperlukan untuk membuka nat pada gambar di atas. Jika daya F yang dikenakan ialah 100 N, berapa jarak d minima yang diperlukan untuk membuka nat tersebut? Penyelesaian

τ = F X d 30 = 100 X d

d = 0.30 m @ 30 cm

Contoh di atas menunjukkan keadaan tork pada jasad dalam keadaan tak seimbang.

• Tork untuk jasad dalam keseimbangan diberikan oleh: Jumlah tork lawan jam adalah sama dengan jumlah tork ikut jam.

F 1 d 1 = F 2 d 2 Nm

F

d

Tork lawan jam = Tork ikut jam


Contoh 4.4

Berdasarkan rajah 4.3, F1=10 N dan F2=15 N, jarak d1=15 cm. Kirakan nilai d2.

F 1 d 1 = F 2 d 2 10 X 15 = 15 X d2

d2 = 10 cm

d 1 m

F 1 F 2

d 2 m Pangsi

Rajah 4.3 : Menunjukkan satu sistem jongkang jongkit


a) __________ atau ____________ ini dinamakan sebagai daya.

b) Daya boleh disukat dengan spring penimbang yang berskala ________.

c) Nyatakan unit bagi daya.

d) Kirakan berat yang dihasilkan oleh satu batu bata yang berjisim 1

kilogram. (ambil g = 10 ms-2)

e) Nyatakan sama ada daya yang bertindak pada kotak di bawah dalam keadaan seimbang atau tidak seimbang.

i) ii)

5N 5N

5N

5N 5N

5N

5N

AKTIVITI 4A


a) Tolakan , tarikan.

b) Newton

c) Unitnya ialah Newton (N) atau kgms-2

d) Berat (W) = mg = 1 x 10 = 10 N

e) i) Daya tidak seimbang

ii) Daya seimbang

MAKLUM BALAS 4A


4.2 Daya dalam Sistem Bendalir

4.2.1 Apa itu tekanan ?

• Tekanan adalah tolakan ke atas sesuatu jasad dalam sesuatu bendalir dalam

keadaan diam atau bergerak.

• Tekanan ditakrifkan sebagai daya yang bertidak secara normal ke atas seunit luas permukaan,

• Kerja-kerja seperti membrek kereta, minum melalui straw, pengaliran air dalam paip dan mengisi petrol adalah beberapa contoh tekanan dalam bendalir (Rajah 4.4). Dalam industri kebanyakan operasinya menggunakan tekanan, seperti pergerakan lengan robot, loji pembersihan air untuk air minuman dan jek hidraulik

Daya ( F ), N Tekanan ( P ) = Luas ( A ), m 2

Rajah 4.4 : Menunjukan beberapa alat yang menggunakan tekanan dalam bendalir.

INPUT 4B


• Apabila pam basikal ditekan, tekanan yang dikenakan dipindahkan kepada udara (bendalir) dalam pam yang menyebabkan tekanannya bertambah. Lebihan tekanan ini menyebabkan udara dipindahkan kepada alat mainan atau tayar.

4.2.2 Tekanan Atmosfera

• Tekanan atmosfera disebabkan oleh berat udara yang ada di atas (atmosfera).

Lebih tinggi kita bergerak ke atas (menaiki bukit) jumlah udara yang ada di atas kita semakin berkurang yang menyebabkan tekanan atmosfera berkurang.

• Udara mempunyai berat yang boleh mengenakan tekanan ke atas semua jasad di permukaan bumi.

• Pada aras laut, tekanan atmosfera ialah 100000 Pa @100 kPa. • Tekanan atmosfera semakin berkurangan mengikut ketinggian dari aras laut.

• Udara disedut keluar dari kotak minuman. • Didapati bahawa kotak minuman menjadi kemek. • Ini berlaku kerana tekanan atmosfera yang lebih tinggi di

luar bertindak pada kotak yang tekanan dalamnya dikurangkan.

• Sifon merupakan satu cara untuk mengeluarkan cecair daripada bekas seperti air daripada akuarium.

• Satu tiub yang dipenuhi air dibengkokan dengan hujung yang pendek di dalam air dan yang panjang di luar bekas.

• Air dalam bahagian tiub yang panjang akan keluar kerana beratnya. Ini akan mewujudkan satu kawasan separa vakum dalam tiub.

• Tekanan atmosfera akan menekan permukaan atas air untuk mengisi kawasan separa vakum dalam tiub.

• Ini akan berterusan selagi ada air dalam bekas dan aras air dalam bekas lebih tinggi daripada aras air yang mengalir

keluar.


4.2.3 Hubungan tekanan dengan kedalaman cecair

• Rajah 4.5 menunjukkan bahawa pancutan air pada aras yang berbeza menyebabkan jarak pancutan berbeza. Ini adalah disebabkan oleh :

Tekanan pada suatu titik dalam cecair adalah sama dalam semua arah Tekanan dalam suatu cecair bertambah dengan kedalaman, h. Tekanan pada titik-titik yang berada pada kedalaman yang sama adalah

sama. Tekanan pada kedalaman yang sama dalam suatu cecair adalah

berkadar dengan ketumpatan cecair itu. P = ρ g h N m-2

Di mana,

ρ = ketumpatan bendalir g = pecutan graviti h = kedalaman cecair

Rajah 4.5 : Tekanan cecair pada bekas berlubang pada aras yang berlainan


a) Tekanan ditakrifkan sebagai ______ yang bertindak secara normal ke atas seunit

luas permukaan.

b) Tekanan dalam suatu cecair ____________ dengan kedalaman, h.

c) Tekanan atmosfera semakin __________ mengikut ketinggian dari aras laut. d) Berikan rumus bagi tekanan dalam cecair.

AKTIVITI 4B


a) Daya

b) Bertambah

c) Berkurang d)

P = ρ g h

MAKLUM BALAS 4B


4.3 Daya dalam Sistem Elektrik

4.3.1 Perbezaan antara arus terus (at) dengan arus ulangalik (au).

• Arus terus – di mana arah pengaliran cas (arus) sentiasa sama (satu arah

sahaja).

• Arus ulangalik – di mana arah pengaliran cas (arus) sentiasa berubah-ubah.

• Jenis arus yang terjana samada at atau au bergantung kepada punca voltan didalam litar. Bateri menghasilkan at dan alternator menghasilkan au. Voltan diukur dalam unit volt ( V ).

Arus (I)

Masa (t)

Arus terus

Arus ulangalik

Graf di atas menunjukkan perbezaan arus terus dan arus ulangalik yang dipaparkan menerusi suatu OSK.

INPUT 4C


4.3.2 Komponen penting bagi litar elektrik.

• Sistem elektrik terdiri daripada :-

Konduktor – bahan yang boleh mengalirkan tenaga elektrik melaluinya. Contoh seperti wayar kuprum,aluminium dan logam-logam lain

Alat kawalan – mengawal tutup atau buka aliran tenaga elektrik

Contohnya seperti suis dan alat kawalan suara radio.

Punca voltan – alat yang menjanakan tenaga elektrik. Contohnya bateri dan genarator.

Peralatan elektrik – alat yang menggunakan tenaga elektrik yang telah dijanakan. (Lihat Rajah 4.6)

Contohnya peralatan rumah seperti mesin basuh, television, komputer dan sebagainya.

4.3.3 Punca Voltan

• Punca at selalunya mempunyai dua elektrod satu bertanda positif ( + ) dan satu lagi bertanda negatif ( - ). Bila punca voltan at disambungkan dalam litar, elektron akan bergerak dari elektrod negatif ke elektrod positif.

Elektrod negatif katod elektrod positif anod

• Punca voltan boleh disambung dengan dua cara iaitu susunan bersiri atau selari.

Bekalan Konduktor

Suis

Beban

Rajah 4.6 : Litar elektrik ringkas yang mengandungi komponen penting.


• Jumlah voltan pada susunan bersiri (Lihat Rajah 4.7) diperolehi dengan menjumlahkan voltan pada semua punca voltan tersebut.

• Jumlah voltan bagi litar di atas , VT = 6 V + 9 V = 15 V

• Bagi susunan litar selari pula, voltan di antara dua titik adalah sama walaupun lintasan yang berbeza-beza.

X Y

• Jumlah voltan di antara titik X dan Y, VT = 9 V

6 V 9 V

Rajah 4.7 : Sambungan voltan secara siri

6 V

9 V

Sumber: CORD –2 nd Ed.Jun 93


4.3.4 Bagaimana voltan bertindak sebagai daya ?

• Dalam semua sistem elektrik, voltan bertindak sebagai daya.

• Voltan bertindak mengerakkan cas elektrik seperti mana daya mekanik menggerakkan objek dan tekanan menggerakkan bendalir dan udara. Daya elektrik menjana voltan bila cas positif dan negatif diasingkan.

• Juruteknik yang bekerja dalam sistem elektrik mesti boleh mengenalpasti punca arus dan arah pergerakan arus dalam litar.

• Juruteknik juga dapat mengukur voltan pada litar. Untuk melakukan ini, juruteknik harus memahami bahawa voltan menentukan cara arus bergerak seperti mana daya mekanikal menentukan arah pergerakan objek.


a) Bila cas elektrik bergerak berterusan pada satu arah ia dinamakan __________.

b) Bila arus elektrik sentiasa menukarkan arah gerakannya maka ia dinamakan ______________ .

c) Labelkan komponen yang berlabel a, b, c dan d pada litar elektrik dibawah.

b

a c

d

AKTIVITI 4C


a) Arus terus b) Arus ulangalik c) a - bekalan b – suis c – mentol d - konduktor

MAKLUM BALAS 4C


4.4 Daya dalam Sistem Terma

4.4.1 Haba dan Suhu

• Haba dan suhu adalah dua perkara yang berbeza di mana haba ialah satu bentuk

tenaga manakala suhu adalah ukuran darjah kepanasan. Suhu diukur dalam unit Celcius (0C), Fahrenheit (0F) atau Kelvin (K).

4.4.2 Pemindahan Haba

• Rajah 4.8 menunjukkan pembakar roti sedang digunakan. Haba dipindahkan dari pembakar roti kepada roti.

• Arah pemindahan haba di dalam sistem terma adalah sentiasa daripada jasad

panas kepada jasad sejuk iaitu daripada suhu tinggi kepada suhu rendah.

4.4.3 Perubahan Suhu sebagai Daya

• Kuantiti seakan-akan daya dalam sistem terma ialah perbezaan suhu. Sebagai contohnya kawasan yang bersuhu tinggi ialah pada suhu 90 0C dan kawasan bersuhu rendah pada suhu 40 0C maka perbezaan suhu, ∆T = 50 0C. Tenaga haba sentiasa bergerak daripada kawasan bersuhu tinggi ke kawasan bersuhu rendah.

Rajah 4.8 : Pembakar roti

INPUT 4D


• Kadar pemindahan haba ialah kepantasan tenaga haba dipindahkan daripada satu titik ke titik yang lain dalam suatu jasad bergantung kepada jenis jasad.

• Paku-paku besi pada rod besi, kaca dan kuprum akan jatuh dengan kadar yang berbeza (Lihat Rajah 4.9). Paku besi yang lebih dekat dengan pemanas akan jatuh dahulu. Ini menunjukkan bahawa haba sedang bergerak daripada pemanas (suhu yang lebih tinggi) ke hujung yang satu lagi.

• Paku-paku pada rod kuprum akan jatuh dahulu dan diikuti oleh paku-paku pada

rod besi dan kaca. Ini menunjukkan kadar pengaliran haba adalah lebih cepat pada rod kuprum diikuti oleh besi dan kaca.

• Juruteknik yang bekerja dalam sistem terma mesti mengenalpasti punca-punca

penghasilan tenaga haba dan arah pemindahan haba dalam sistem tersebut.

• Sebagai contoh dalam industri bakeri, oven digunakan untuk penghasilan haba. Suhu oven perlu dikawal supaya makanan masak pada suhu yang dikehendaki.

• Dalam kenderaan pula enjin menghasilkan haba dan disejukkan oleh radiator.

Suhu pada tempat-tempat berbeza ditentukan oleh alat yang dinamakan termostat. Bacaannya ditunjukkan pada panel meter.

• Juruteknik perlu memastikan alat-alat yang mengukur suhu berfungsi dengan

betul dan tepat supaya tidak menghasilkan kerosakan pada alat tersebut.

Rod Kuprum

Rod Kaca

Rod Besi

Paku Besi Pemanas

Rajah 4.9 menunjukkan tiga rod yang dilekatkan dengan paku besi dengan menggunakan lilin dan pada satu hujung dipanaskan oleh pemanas.


a) ________ ialah satu bentuk tenaga manakala _______ adalah ukuran darjah

kepanasan. b) Arah pemindahan haba di dalam sistem terma adalah sentiasa daripada jasad

______ kepada jasad _____ iaitu daripada suhu _______ kepada suhu ______.

c) Kuantiti seakan-akan daya dalam sistem terma ialah ______________. d) ___________ialah kepantasan tenaga haba dipindahkan daripada satu titik ke

titik yang lain.

AKTIVITI 4D


a) Haba , suhu

b) Panas, sejuk, tinggi, rendah. c) Perbezaan suhu. d) Kadar pemindahan haba.

MAKLUM BALAS 4D


1. Tolakan atau tarikan ini dinamakan sebagai daya. 2. Berat adalah jisim didarabkan dengan pecutan graviti. Berat ( N ) = jisim ( kg ) x pecutan graviti ( ms-2 ) 3. Kesan-kesan daya adalah ia dapat mengubah saiz, bentuk, kedudukan, kelajuan dan arah gerakan. 4. Apabila jumlah daya yang bertindak pada suatu jasad adalah sifar maka

jasad itu berada dalam keseimbangan dan dikatakan daya seimbang. 5. Jika sebaliknya jumlah daya yang bertindak pada suatu jasad adalah bukan

sifar maka jasad itu akan bergerak dan ia dikatakan daya tak seimbang. 6. Tork (Nm) = Daya (N) X Jarak tegak (Lengan)(m)

τ = F X d (Nm) 7. Tork untuk jasad dalam keseimbangan diberikan oleh: Jumlah tork lawan jam adalah sama dengan jumlah tork ikut jam.

8. Tekanan ditakrifkan sebagai daya yang bertidak secara normal keatas seunit luas permukaan,

Daya ( F ), N Tekanan ( P ) = Luas ( A ), m2

9. Tekanan dalam cecair bertambah dengan kedalaman dan diberikan oleh

formula P = ρ g h N m-2

10. Arus terus – di mana arah pengaliran cas (arus) sentiasa sama (satu arah

sahaja). 11. Arus ulangalik – di mana arah pengaliran cas (arus) sentiasa berubah-ubah.

12. Jumlah voltan bagi litar bersiri, VT = V1 + V2

13. Bagi susunan litar selari pula, voltan di antara dua titik adalah sama

walaupun lintasan yang berbeza-beza.

FAKTA KUNCI


14. Arah pemindahan haba di dalam sistem terma adalah sentiasa daripada jasad panas kepada jasad sejuk iaitu daripada suhu tinggi kepada suhu rendah.

15. Kadar pemindahan haba ialah kepantasan tenaga haba dipindahkan

daripada satu titik ke titik yang lain dalam suatu jasad bergantung kepada jenis jasad.

16. Dalam sistem mekanikal, daya mengerakkan objek, dalam sistem bendalir

perbezaan tekanan mengerakkan bendalir, dalam sistem elektrik perbezaan voltan mengerakkan arus dan dalam sistem terma perbezaan suhu mengerakkan haba.


Soalan 4.1 a) Takrifkan daya dan tork serta nyatakan unit masing-masing. b) Bezakan daya seimbang dan daya tidak seimbang. c) Ali berjisim 50 kg sedang memikul seguni beras berjisim 20 kg. Berapakah jumlah daya yang bertindak ? d) Kirakan daya bersih yang bertindak pada kotak di bawah. Nyatakan sama ada ia dalam keadaan seimbang atau tidak seimbang. i) ii) e) Mengapakah spanar yang lebih panjang memudahkan membuka nat tayar?

5N 5N 5N

6N

5N

5N

PENILAIAN KENDIRI


Soalan 4. 2

a) Nyatakan rumus tekanan dalam cecair. Nyatakan maksud setiap simbol yang digunakan serta unitnya. b) Terangkan mengapa tekanan atmosfera berkurangan dengan ketinggian ?

c)

Jelaskan mengapa binaan tembok empangan lebih tebal di bawah berbanding dengan bahagian atas?

Soalan 4.3 a) Berikan dua punca voltan atau bekalan.

b) Nyatakan empat komponen utama yang perlu ada dalam suatu litar elektrik ringkas. c) Bezakan arus terus dan arus ulangalik. d) Kirakan jumlah voltan pada litar yang ditunjukkan di bawah

i) ii)

Gambarajah di atas menunjukkan binaan tembok empangan di mana bahagian bawahnya lebih tebal daripada bahagian atas.

4 V

4 V

4 V 4 V


Soalan 4.4 a) Nyatakan tiga unit ukuran yang digunakan untuk mengukur suhu. b) Bezakan antara haba dengan suhu. c) Terangkan arah pemindahan haba dalam sistem terma.

d) Kenalpasti bahan manakah di antara kuprum, besi, kayu dan kaca yang mempunyai kadar pemindahan haba yang paling minimum ?


Jawapan 4.1

a) Daya adalah tolakan atau tarikan dan unitnya ialah Newton (N). Tork = Daya X Jarak tegak (Lengan) dan unit bagi tork ialah Nm

b) Daya seimbang ialah apabila jumlah daya yang bertindak ialah sifar. Daya tak seimbang ialah apabila jumlah daya yang bertindak bukan sifar. c) W = mg = (50 +20) 10 = 700 N d) i) Daya bersih = 0 N, oleh itu daya seimbang

ii) Daya bersih = 1 N ke kanan ,oleh itu daya tidak seimbang

e) Spanar yang panjang mempunyai jarak tegak yang lebih besar dan memberikan nilai tork yang lebih besar untuk memudahkan membuka nut tayar.

Jawapan 4.2 a) Rumus tekanan ialah P = ρ g h N m-2

Di mana,

ρ = ketumpatan bendalir g = pecutan graviti h = kedalaman cecair

b) Lebih tinggi kita bergerak ke atas (menaiki bukit) jumlah udara yang ada

di atas kita semakin berkurangan yang menyebabkan tekanan atmosfera berkurangan.

c) Tekanan dalam cecair bertambah dengan kedalaman. Lebih dalam, tekanan adalah lebih tinggi. Untuk menampung tekanan yang lebih tinggi di bahagian bawah, binaan tembok itu perlulah lebih tebal di bahagian bawah.



Jawapan 4.3 a) Bateri dan generator. b) Bekalan, suis, wayar (konduktor) dan beban. c) Arus terus – di mana arah pengaliran cas (arus) sentiasa sama (satu arah sahaja). Arus ulangalik – dimana arah pengaliran cas (arus) sentiasa berubah-ubah. d) i) VT= 4V + 4V ii) VT= 4V

= 8V

Jawapan 4.4 a) Suhu diukur dalam unit Celcius (0C), Fahrenheit (0F) atau Kelvin (K). b) Haba ialah satu bentuk tenaga manakala suhu ialah ukuran darjah kepanasan. c) Arah pemindahan haba di dalam sistem terma adalah sentiasa daripada jasad panas kepada jasad sejuk iaitu daripada suhu tinggi kepada suhu rendah. d) Kayu.

SAINS GUNAAN I SPA 205 /5 / 1

UNIT 5 KERJA

OBJEKTIF AM : Setelah mengikuti unit ini anda boleh :-

Mengetahui perbezaan kerja dalam ketiga-tiga sistem iaitu mekanik, elektrik dan bendalir. Menyelesaikan masalah kerja dan mengaplikasikannya dalam situasi tertentu.

OBJEKTIF KHUSUS : Mengenalpasti dan :-

Membezakan kerja dalam sistem mekanik, elektrikal dan bendalir. Menerangkan kerja dalam sistem mekanik, bendalir dan elektrik. Menghitung kerja dalam sistem mekanik, bendalir dan elektrik. Menerangkan aplikasi dalam tempat kerja dimana kerja dilakukan dalam sistem

mekanik, bendalir dan elektrik.


5.0 PENGENALAN Kerja dalam tiga sistem yang berbeza iaitu mekanik, bendalir dan elektrik akan dibincangkan.

5.1 KERJA DALAM SISTEM MEKANIK 5.1.1 Apakah itu kerja ?

Dalam sistem mekanik kerja dilakukan apabila daya dipindahkan pada suatu

jarak tertentu dalam arah daya. Unit kerja ialah Joule ( J ) atau Newton Meter ( Nm )

Kerja ( J ) = Daya ( N ) x jarak dalam arah daya ( m ) Dirumuskan sebagai : W = F x S Dimana W - kerja F - daya ( N ) S - sesaran ( jarak dalam arah daya )

Contoh 5.1

Satu objek ditolak berjisim 2 kilogram ditolak oleh satu daya bernilai 10 Newton, Objek itu bergerak 5 meter seperti ditunjukkan pada gambarajah dibawah. Kirakan kerja dilakukan untuk menolak objek tersebut.

Penyelesaian :

Kerja, W = F x S = 10 ( 5 ) = 50 J

F = 10N 5 meter

INPUT 5A


Dalam sistem berputar pula, kerja dilakukan apabila objek itu berpusing.

Kerja ( J ) = Tork ( Nm ) x sudut objek itu berpusing( rad )

Dirumuskan sebagai :

W = τ x θ dimana W = kerja

τ =Tork

θ = sudut dalam radian

Contoh 5.2

Gambarajah di bawah menunjukkan suatu daya sebesar 50 Newton dikenakan pada spanar yang panjangnya 50 cm untuk membuka 1 nat tayar kereta. Daya yang dikenakan menyebabkan nat itu berputar sebanyak 60°. Kirakan kerja yang dilakukan.

Penyelesaian : Kerja = Tork x sudut putaran

W = τ x θ

Fd θ = 60 = 50 ( 0.5 ) x Π 180 = 25Π J 3 Sudut radian tidak diambilkira semasa menuliskan unit bagi kerja , iaitu J atau Nm sahaja.

d

F


5.1.2 Applikasi Kerja Dalam Sistem Mekanik

Kerja dalam sistem mekanik secara linear ataupun putaran adalah hasil daripada daya yang mengerakkan sesuatu objek.

Daya ataupun Tork dalam pergerakkan objek adalah perlu supaya kerja dapat

dilakukan.

Contoh aplikasinya ialah angkat berat, robot pemasangan, kren pembinaan dan konveyer untuk pemindahan barang.


a. Bilakah kerja dilakukan dalam sistem mekanik? b. Nyatakan rumus dan unit bagi kerja. c. Kerja dilakukan apabila objek itu berpusing. Nyatakan rumus bagi kerja

dalam sistem berputar. d. Satu objek berjisim 10 kg dihasilkan oleh daya tolak 50 N sejauh 500 cm.

Kirakan kerja yang dilakukan bagi memindahkan objek tersebut.

AKTIVITI 5A


a) Apabila daya dipindahkan pada satu jarak tertentu dalam arah daya b) W= F x S dan unitnya ialah Newton meter atau Joule, W= kerja, F= Daya, S= Sesaran

c) W=τ x θ dimana W= kerja

τ= tork, θ= sudut dalam radian d) W= F x S = 50 X 500 100 = 50(5) = 250 J

MAKLUM BALAS 5A


5.2 KERJA DALAM SISTEM BENDALIR

Terdapat dua jenis sistem bendalir iaitu sistem terbuka dan sistem tertutup.

Sistem bendalir tertutup direka supaya jumlah bendalir sentiasa dikekalkan dan

boleh dikitar semula. Contohnya ialah jek hidraulik, brek hidraulik dan sistem peredaran tubuh.

Dalam sistem bendalir terbuka, bendalir bebas bergerak dan tidak dikitar

semula dalam sistem tersebut. Contohnya sistem bekalan air, sistem perparitan dan sistem air kereta bomba.

5.2.1 Penerangan Kerja Dalam Sistem Bendalir

Dalam sistem mekanik, kerja dilakukan apabila daya yang dikenakan

memindahkan suatu objek pada satu jarak tertentu, manakala dalam sistem bendalir kerja dilakukan apabila bendalir bergerak.

Kerja dalam sistem bendalir ditakrifkan oleh dua persamaan iaitu:

Persamaan 1 : Kerja ( J ) = Perbezaan tekanan (Nm -² ) x Pemindahan isipadu( m³ ) Dirumuskan sebagai

W = ΔP x V Linear W = kerja ΔP = Perubahan tekanan (daripada tekanan tinggi kepada tekanan rendah) V = isipadu

Persamaan 2 : Kerja ( J ) = Tekanan malar ( Nm-2) x Isipadu bendalir dipindahkan( m³) Dirumuskan sebagai

W = P x ΔV Dimana W = kerja P = tekanan malar Δ V = isipadu bendalir dipindahkan

INPUT 5B


Contoh 5.3 Satu pam air memindahkan sebanyak 2 m³ air ke satu tangki yang berada 10 meter dari aras perigi . Kirakan kerja yang dilakukan untuk memindahkan air tersebut Diberi g = 10 ms -2 , ρ air = 1000 kgm-3 . Penyelesaian :

W = Δ P x V = ρgh x V = 1000 (10) (10) x 2 = 200000 J

Perbezaan tekanan , Δ P = hρg diberikan dalam unit 4

Contoh 5.4 Rajah 5.1

Rajah 5.1 menunjukkan contoh kerja bendalir dalam sistem tertutup. Apabila daya F1 =100 N dikenakan pada omboh kecil yang luas keratan rentasnya ialah 100 cm² menyebabkan bongkah naik setinggi 10 cm pada omboh besar yang luas keratan rentasnya ialah 400 cm². Berapakah kerja yang dilakukan dalam sistem ini ?

Penyelesaian :

W = P x ∆V F 100 P = = = 1 N cm-2

A 100 cm² ∆ V = luas bongkah x tinggi = A x t = 400 (10) = 4000 cm³

100 cm²


Kerja yang dilakukan

W = P x ∆V N = 1 X 4000 cm³ = 4000 N cm cm² = 4000 N m = 40 N m = 40 J 100


a. Berikan dua contoh sistem bendalir tertutup. b. Berikan dua contoh sistem bendalir terbuka. c. Bezakan sistem bendalir terbuka dan tertutup. d. Berikan dua rumus yang digunakan untuk mengira kerja dalam sistem

bendalir.

AKTIVITI 5B


a) Jek hidraulik, Brek hidraulik b) Sistem Bekalan air, sistem perparitan

c)

Direka supaya jumlah isipadu Jumlah isipadu bendalir tidak kekal bendalir sentiasa sama dan dan tidak boleh dikitar semula boleh dikitar semula

d) i) W= ∆ P x V , W= kerja ∆P= perubahan tekanan V= isipadu bendalir ii) W= P x ∆ V , W= kerja P= tekanan malar ∆V= perubahan isipadu

MAKLUM BALAS 5B

Sistem Bendalir Sistem Bendalir Tertutup Terbuka


5.3 KERJA DALAM SISTEM ELEKTRIK

Sistem elektrik adalah sebahagian daripada kehidupan harian kita. Walaupun

kita tidak nampak kerja elektrik sedang dilakukan, apabila cas elektrik dipindahkan dari satu tempat ke tempat yang lain, sebenarnya kerja telah dilakukan.

Kerja = Daya x Gerakan

Dalam sistem elektrik, voltan menyebabkan cas bergerak, maka kerja ditakrifkan sebagai

kerja ( J ) = voltan( V ) x pemindahan cas (C)

Dirumuskan sebagai W = VQ dimana W = kerja V = voltan ( beza keupayaan ) Q =cas

CONTOH 5.5

Satu motor at 240 V, bekerja selama 5 minit dan arus sebanyak 5 ampere mengalir semasa kerja dilakukan. Kirakan kerja yang dilakukan oleh motor tersebut.(Diberi Q = l t)

Penyelesaian : W = VQ Q = l t = 5 ( 5x60 ) = 1500 C kerja, W = VQ = 240 (1500) = 360000 J

INPUT 5C


5.3.1 Situasi Kerja Sistem Elektrik

Kerja dalam sistem elektrik boleh menghasilkan kesan gerakan, bunyi, haba dan cahaya. Dalam kehidupan harian kita terdedah kepada kesan-kesan kerja elektrik semasa di rumah, sekolah, pejabat atau di kawasan-kawasan industri.

Motor elektrik mengerakkan bendalir, kayu, mesin, kerja logam, tali konveyer

dan kipas.

Kesan haba yang dihasilkan oleh pemindahan cas digunakan dalam pemanas elektrik, pengering pakaian, pengering rambut atau oven.

Aplikasinya dalam menghasilkan cahaya, laser dan bunyi tidak dapat dinafikan.

Mengukur kerja yang dilakukan membolehkan juruteknik menguji kecekapan

pelbagai sistem kerja ( tenaga) dimana kecekapan adalah perbandingan diantara kerja output dengan kerja input.

Dengan mengetahui kecekapan bandingan sistem, maka produktiviti keseluruhan

dapat dikira.


a) Bilakah kerja dilakukan dalam sistem elektrik ? b) Berikan rumus bagi kerja dalam sistem elektrik.

c) Satu mentol disambungkan kepada bekalan 240 V menyala selama satu jam.

Arus sebesar 0.25 A mengalir melalui mentol itu. Berapakah kerja yang dilakukan? Diberi Q = It.

AKTIVITI 5C


a) Apabila cas elektrik dipindahkan dari satu tempat ke tempat lain. b) W= VQ , W=kerja

V=beza keupayaan (voltan) Q=cas yang dipindahkan c) W= VQ Q = It = VQ = 0.25(60x60) = 240(900) J = 900 C = 216000 J

MAKLUM BALAS 5C


1) Dalam sistem mekanik, kerja dilakukan apabila daya dipindahkan kepada satu objek dalam arah daya.

2) Kerja (J) = Daya (N) x jarak dalam daya (m).

3) Dalam sistem berputar, kerja (J) = kilasan objek (Nm) x sudut objek itu

berputar.

4) Dalam sistem bendalir tertutup, isipadu bendalir dikekalkan dan dikitar semula.

5) Dalam sistem bendalir terbuka , bendalir digunakan dan tidak dikitar

semula.

6) Kerja (J) = Perbezaan tekanan (Nm¯²) x Pemindahan isipadu (m³) Dirumuskan sebagai W= ∆P xV atau W= Px ∆V

7) Kerja dalam sistem elektrik, dilakukan apabila arus elektrik dipindahkan

dari satu tempat ke tempat yang lain.

8) Kerja (J) = voltan (V) x pemindahan cas (C) dirumuskan sebagai W= VQ.

FAKTA KUNCI


Soalan 5.1

a) Takrifkan kerja dalam sistem mekanik. b) Berikan rumus untuk mengira kerja yang dilakukan bagi gerakan linear dan

gerakan berputar.

c) Ali mengangkat 10 bata naik ke tingkat 1 bangunan setinggi 5m. Berapakah kerja yang dilakukan oleh Ali jika jisim setiap bata adalah 1 kilogram.

d) “Winch” (takal berlengan) digunakan untuk menarik suatu beban. Diberi panjang

logam, L ialah 30 cm, daya (F) yang dikenakan ialah 20 N dan membuat 3 putaran lengkap, berapakah kerja yang dilakukan?

Soalan 5.2

a) Nyatakan perbezaan antara sistem bendalir tertutup dan terbuka. b) Terangkan kerja yang dilakukan dalam sistem bendalir tertutup.

c) Di satu kawasan perumahan di mana tekanan air adalah rendah. Pam air telah

digunakan untuk mengepam air ke tangki air setinggi 40 m, berapakah kerja yang dilakukan oleh pam tersebut untuk memindahkan isipadu 20 m³ air.

Diberi ρ air =1000 kgm-3.

Soalan 5.3 a) Takrifkan kerja dalam sistem elektrik dan nyatakan rumusnya. b) Hitungkan jumlah cas diperolehi apabila arus sebesar 0.5 A mengalir selama 2

minit.

c) Sebuah cerek elektrik disambung kepada bekalan 240 V memerlukan masa selama 10 minit untuk mendidihkan air, arus sebesar 0.4 A mengalir dalam litar ini. Kirakan kerja yang dilakukan oleh cerek tersebut.

PENILAIAN KENDIRI


Jawapan 5.1

a) Dalam sistem mekanik kerja dilakukan apabila daya dipindahkan pada suatu jarak tertentu dalam arah daya.

b) W = F x S dimana W - kerja F - daya ( N ) S - sesaran ( jarak dalam arah daya )

Dalam sistem berputar, kerja (J) = kilasan objek (Nm) x sudut objek itu berputar.

W = τ x θ dimana W = kerja

τ =Tork

θ = sudut dalam radian c) W = F x s F = m x g = 100 x 5 = 10 x 10 = 500 J = 100 N

d) W=τ x θ τ= F x L θ = 3 x 2 Π rad = 20(0.3) = 3 x 2 Π rad = 6N = 6 Π rad maka, W= 6(6 Π ) = 36Π J



Jawapan 5.2

a) Direka supaya jumlah isipadu Jumlah isipadu bendalir tidak kekal bendalir sentiasa sama dan dan tidak boleh dikitar semula boleh dikitar semula

b) Kerja ( J ) = Tekanan malar ( Nm-2) x Isipadu bendalir

dipindahkan( m³) dirumuskan sebagai

W = P x ΔV Dimana W = kerja P = tekanan malar Δ V = isipadu bendalir dipindahkan

c) W= ∆p x V ∆P = ρgh W= 400000 (20) = 1000(10) (40) = 8000000 J = 400000 Nm-2 = 8000 kJ

Jawapan 5.3

a) Kerja dalam sistem elektrikal, dilakukan apabila arus elektrik dipindahkan dari satu tempat ke tempat yang lain.

kerja (J) = voltan (V) x pemindahan cas (C) dirumuskan sebagai W = VQ. Di mana V – voltan Q – cas yang dipindahkan

b) Q = It = 0.5(2x60) = 0.5(120) = 60 C

c) W = VQ Q = It = 240(240) = 0.4(10x60) = 576000 J = 240 C

Sistem Bendalir Sistem Bendalir Tertutup Terbuka

spa 205

Documents