TOPIK 2 : DAYA KILAS

|

TOPIK 2.0 DAYA

Daya

1. Daya(force) ialah merupakantolakan(push) atautarikan(pull) yang bertindak ke atas sesuatu objek.2. Contoh daya ialah seperti mengangkat, regangan, berpusing dan menekan adalah melibatkan tolakan dan tarikan.3. Daya adalah suatu tindakan yang boleh mengubah kedudukan objek pegun (tidak bergerak) atau objek yang bergerak di dalam garis lurus.4. Dayatidak boleh dilihatatau dirasai tetapi kehadirannya boleh diperhatikan sebagai kesan-kesan daya(effects of force).5. Daya ialah kuantiti vektor yang mempunyai magnitud dan arah.6. Unit daya ialah Newton (ataukgms-2).7. Kesan daya ke atas sesuatu objek ialaha. Perubahan bentuk objek,b. Menggerakkan objek pegun,c. Mengubah kedudukan objek,d. Menambah kelajuan,e. memberhentikan objek yang sedang bergerak.

8. Jenis atau bentuk dayaa. Daya geseranb. Daya gravityc. Daya elektrostatikd. Daya Elektromagnet9. Kepentingan Daya Dalam Kehidupana. Buah kelapa tidak akan jatuh tanpa daya gravityb. Kereta dapat bergerak tanpa tergelincir dengan adanya daya geseranc. Pintu tidak dapat dibuka tanpa daya tarikand. Air tidak dapat dialirkan tanpa daya untuk memusingkan pilie. Kilat tidak dapat terhasil tanpa daya elektrostatikf. kompas tidak dapat berfungsi tanpa daya magnet10. Hukum gerakan Newton kedua menyatakan bahawa daya yang dikenakan kepada suatu objek berkadar terus dengan kadar perubahan momentum objek itu pada arah yang sama.

Daya geseran

1. Daya geseran (frictional force) adalah suatu daya yang menentang gerakan apabila 2 objek bersentuhan.2. Daya geseran bertindak menentang arah gerakan objek. Sebagai contoh, daya geseran antara permukaan jalan dan tayar motorsikal membolehkan sesebuah motosikal itu untukbergerak di atas jalan raya.3. Daya geseran menyebabkan (keburukan geseran)a. Melambatkan pergerakan objekb. Mengurangkan kecekapan mesinc. Menghauskan permukaan alatand. Menghasilkan haba dan bunyi

4. Cara Meningkatkan Geserana. Menggunakan permukaan yang kasarb. Meningkatkan berat objek

5. Cara Mengurangkan Geserana. Menggunakan trolib. Menggunakan rodac. Menggunakan minyak pelincird. Menggunakan rod berputare. Menggunakan bentuk aerodinamik

Daya graviti1. Daya graviti (gravitational force) ialah daya yang menarik semua jisim ke pusat bumi. (jisim diukur dlm kg)2. Daya gravity terhadap suatu objek dikenal sebagai berat objek tersebut.3. Daya ini menyebabkan semua benda yang dilambung akan jatuh semula ke bumi4. Formula daya, F =maF= dayaM = jisima= pecutan. 5. Apabila suatu jasad/objek jatuh ke bumi dengan satu pecutan,g yang dikenali sebagai pecutan gravity. 6. Jika suatu objek jatuh dalam vakum, semua objek tidak kira berapa jisim akan jatuh dengan pecutan yang sama ialai 10ms-2. Ia dinamakan sebagai jatuh bebas. 7. Apabila objek semakin jauh dengan bumi, tarikan daya gravity semakin berkurang.

Daya elektrostatik1. Daya elektrostatik (electrostatic force) adalah daya yg disebabkan oleh cas yang terbentuk pada objek yang telah digosok. 2. cas yang sama akan menolak antara satusama lain, manakala objek dengan cas yang berbeza akan menarik antara satu sama lain.3. Cas terdiri daripada caj positif dan negative.

4. Fenomena harian yang berkaitan dengan cas elektrostatika. Kilat .Geseran antara awan dan udara menyebabkan caj positif berada di atas dan caj negative berada dibawah awan. Apabila awan bergerak mendekati bumi yg bercaj positif, satu tarikan akan wujud antara cas-cas ini. Pergerakan yang pantas akan membebaskan tenaga dalam bentuk kelipan cahaya yg dipanggil kilat.

Daya elektromagnet1. Daya elektromagnet (electromagnetic force) adalah magnet yang dibuat dengan memagnetkan sekeping teras feromagnet dengan membenarkan arus elektrik mengalir melaluigegelung konduktor sekeliling teras tersebut.2. Elektromagnet boleh menarik bahan magnet seperti keluli dan besi selagi mana arus elektrik dibekalkan.3. Daya elektromagnet digunakan untuk menarik besi berat.4. Daya elektromagnet juga digunakan untuk mengendalikan keretapi Maglev (Maglev train) untuk mengurangkan geseran antara keretapi dan rel besi di bawahnya.

Keseimbangan Daya1. Keseimbangan daya adalah jika paduan bagi daya-daya ini adalah sifar.2. Apabila keseimbangan berlaku, tiada daya bersih bertindak ke atas objek tersebut. (F=0N)3. Apabila objek berada dalam keseimbangan daya, maka objek tersebut adalah berada dalam keadaan pegun atau bergerak dengan halaju seragam. 4. Hukum gerakan Newton Ketiga menyatakan bahawa untuk setiap tindakan, terdapat satu tindak balas yang bermagnitud sama tetapi berlawanan arah.

5. Contoh objek dibawah berada dalam keseimbangan daya.

a. Rajah di atas menunjukkan suatu jasad tergantung dalam keadaan keseimbangan dari hujung seutas tali. Jasad ini adalah dalam keseimbangan kerana jasad ini adalah pegun. Dua daya yang bertindak pada jasad adalaha)beratWke arah bawahb)tenganganTpada tali ke arah atas

W dan T mempunyai magnitud yang sama tetapi arah berlainan. Paduan W dan T adalah : W + T = 0 N

b.

Daya tidak Seimbang/ Daya Paduan1. Jika daya-daya yang dikenakan ke atas suatu objek adalah tidak seimbang, maka wujudlah satu daya bersih yang bertindak ke atas objek itu. Daya bersih itu dikenali sebagai daya paduan.2. Daya yang dikenakan ke atas satu objek boleh mengubah2. saiz,2. bentuk,2. keadaan rehat,2. halaju, dan2. arah gerakan2. objek itu.

1. Ciri-ciri daya tidak seimbang :1. Objek bergerak dengan pecutan seragam1. Daya bersih tidak bernilai sifar (F=ma)Hukum Newton Pertama:Apabila tiada daya bersih dikenakan ke atas satu objek, objek itu akan berada dalam keadaan pegun atau bergerak dalam garis lurus dengan laju malar.

Hukum Newton KeduaHukum Gerakan Newton Kedua menyatakan bahawa kadar perubahan momentum adalah berkadar terus dengan daya paduan yang bertindak ke atas objek itu pada arah yang sama dengan arah tindakan daya paduan itu.

Implikasi:Apabila terdapat satu daya paduan yang bukan sifar dikenakan ke atas satu objek, objek itu akan memecut (lajunya bertambah/berkurang atau arah gerakannya berubah).

Formula bagi Daya

(PENTING: F mestilah daya bersih)

Contoh:Sebuah kotak berjisim 150kg diletakkan di atas satu lantai licin yang mendatar. Cari pecutan yang dialami oleh kotak itu jika satu daya 300N dikenakan ke atas kotak itu secara mengufuk.

Jawapan:F = ma(300) = (150)aa = 2 ms-2

Contoh:Satu objek berjisim 50kg diletakkan di atas satu lantai mendatar dan licin. Jika halaju objek itu berubah daripada pegun kepada 25.0 m/s dalam 5 saat apabila dikenakan satu daya F secara mengufuk. Berapakah magnitud daya F?

Jawapan:Daya dapat dihitung dengan menggunakan formula F = ma. Jisim m objek telah diberi dalam soalan. Bagaimanapun, pecutan, a, tidak diberi terus.

Kita boleh menentukan pecutan a dengan menggunakan formula = 5ms-2 Daripada formulaF = ma = (50)(5) = 250N

Daya yang dikenakan ke atas objek itu ialah 250N.

Kesimpulan1. Jika terdapat daya bersih bertindak ke atas satu jasad, jasad itu akan mengalami pecutan. ( Pecutan ini mungkin ialah pertambahan halaju, pengurangan halaju atau perubahan arah pergerakan. ).2. Semakin tinggi daya dikenakan, semakin tinggi pecutan dialami oleh jasad itu.3. Semakin besar jisim jasad itu, semakin rendah pecutan yang dialami. Ini bermakna, jisim merupakan rintangan (halangan) kepada pergerakan.

PENGUKURAN DAYA

1. Daya boleh diukur dengan menggunakan Neraca Spring.

neraca spring - untuk mengukur dayaneraca tuas - untuk mengukur jisim

2. Kenapa Spring yang dipilih?Kerana spring akan memanjang jika dikenakan daya tarikan dan akan mampat dan pendek jika dikenakan daya tolakan. Pemanjangan dan pemampatan spring adalah berkadar terus dengan kekuatan daya.

TORK1. Tork ialah daya kilas yang dihasilkan pada benda yang bergerak pada paksinya, 2. Contohnya ialah crankshaft 3. Formula tork ;Tork,T = Daya (N) x Jarak Tegak (m) T = F x d4. Unit tork (Nm)5. Tork untuk jasad yang dalam keseimbangan ialahJumlah tork lawan jam = Jumlah tork lawan Jam

DAYA DALAM SISTEM BENDALIR

TEKANAN (P)3. Tekanan adalah tolakan ke atas sesuatu jasad dalam sesuatu bendalir dalam keadaan diam atau bergerak. 3. Tekanan ditakrifkan sebagai daya yang bertidak secara normal ke atas seunit luas permukaan,3. Rumus tekanan

P= Tekanan (pressure) , unit Pascal (PA atau Nm-2)F = Daya (Newton, N)A = Luas Permukaan (m2)3. Faktor yang mempengaruhi tekanan5. Luas permukaan yang bersentuhan (semakin luas permukaan, semakin kurang tekanan)5. Daya (Semakin besar daya/berat objek, semakin besar tekanan)3. Aplikasi tekanan6. Pisau yang tajam lebih mudah memotong6. Orang yang berbaring di atas beribu-ribu paku tidak cedera6. Tali sandang pada beg lebih besar, kurang sakit pada bahu si pemakaiTEKANAN DALAM CECAIR1. Ciri ciri tekanan dalam cecaira. Tidak dipengaruhi oleh luas permukaan, saiz atau bentuk permukaan bekasb. Bertindak dalam semua arahc. Dipengaruhi oleh kedalaman cecair, ketumpatan cecair dan graviti

2. Contoh / aplikasi tekanan dalam cecaira. Kerja-kerja seperti membrek keretab. minum melalui straw,c. pengaliran air dalam paip d. mengisi petrol

TEKANAN DALAM ATMOSFERA1. Tekanan atmosfera disebabkan oleh berat udara yang ada di atas (atmosfera). 2. Lebih tinggi kita bergerak ke atas (menaiki bukit) jumlah udara yang ada di atas kita semakin berkurang yang menyebabkan tekanan atmosfera berkurang. 3. Udara mempunyai berat yang boleh mengenakan tekanan ke atas semua jasad di permukaan bumi. Pada aras laut, tekanan atmosfera ialah 100000 Pa @100 kPa. 4. Tekanan atmosfera semakin berkurangan mengikut ketinggian dari aras laut. 5. Contoh/aplikasi tekanan atmosferaa. Penyedut minuman

Apabila kita menyedut minuman melalui penyedut minuman seperti yang ditunjukkan dalam Rajah di atas, udara di dalam penyedut minuman. masuk ke peparu kita. Tekanan udara penyedut minuman. menjadi lebih rendsh daripada tekanan atmosfera di luar. Tekanan atmosfera. di luar bertindak pada permukaan minuman dan menolak minuman masuk ke dalam mulut kita.

b. Sifon .

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. c. Picagari

Apabila. omboh ditarik ke atas, ruang di dalam picagari mempunyai tekanan yang lebih rendah daripada tekanan atmosfera di luar. Tekanan atmosfera yang lebih tinggi akan menolak cecair supaya masuk ke dalam picagari itu.

d. Penyedut getah

e. Pembersih Vakum

Pembersih vakum menghasilkan ruang separa vakum dengan menghembus udara di dalamnya keluar. Ini menghasilkan satu kawasan bertekanan rendah di dalamya . Tekanan atmosfera di luar yang lebih tinggi menolak udara masuk ke dalam melalui paip dan membawa bersama kotoran ke dalamnya.

DAYA DALAM SISTEM ELEKTRIKArus terus1. Arus terus (a.t) ialah arus elektrik yang mengalir satu arah sahaja.2. Sumber arus terus ialah Bateri dan sel suria(solar) dan penjana arus terus.3. Kebaikan arus terus ialah ia boleh dibawa ke mana-mana dan boleh dicas semula apabila kehabisan cas

Arus

Arus Ulang Alik (AU)

1. Arus ulang-alik (AU) ialah arus yang sentiasa berubah arah pengalirannya mengikut perubahan kutub sumber bekalan. 2. Penjanaan arus ulang-alik merupakan sumber utama bekalan tenaga elektrik di Malaysia. 3. Arus ulang-alik dijana di stesen janakuasa.4. Kebaikan bekalan AU ialah arusnya boleh dinaikkan dan diturunkan. 5. Contoh bekalan AU ialah bekalan elektrik di rumah kediaman. tempohamplitudBentuk sinus

Rajah 2.13 Arus ulang-alik

Komponen penting bagi litar elektrik. 1. 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/beban alat yang menggunakan tenaga elektrik yang telah dijanakan. Contohnya peralatan rumah seperti mesin basuh, television, komputer dan sebagainya.

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.

Bekalan Arus terus dan Bekalan Ulang Alik

1. Bekalan At ialah bekalan yg diperolehi dari sel sekunder dan premier. 2. BEkalan Ulang alik ialah bekalan elektrik rumah kediaman3.

DAYA DALAM SISTEM TERMAHaba dan Suhu 1. Haba ialah tenaga yang dialirkan dari objek panas ke objek sejuk 2. Suhu adalah ukuran darjah kepanasan suatu objek. 3. Suhu diukur dalam unit Celcius (0C), Fahrenheit (0F) atau Kelvin (K). 4. Kesimbangan terma ialah apabila kadar pemindahan haba kedua objek ialah sifar dan suhu kedua-dua objek sama.