Download - Fizik topik 2
-
7/25/2019 Fizik topik 2
1/47
2.1 MENGANALISA GERAKAN LINEAR
Gerakan linear ialah gerakan sepanjang garis lurus.
Kuantiti skalar
- kuantiti fzik yang mempunyai magnitud sahaja.
- contoh ialah jisim, masa, jarak, laju
Kuantiti vektor
- kuantiti fzik yang mempunyai magnitud dan arah.
- contoh ialah sesaran, halaju, pecutan, daya, momentum
Jarak (distance) s
- jumlah panjang lintasan yang dilalui oleh suatu objek.
- kuantiti skalar
- unit SI ialah meter, m
Sesaran (dis!lace"ent) s
- jarak (terdekat) suatu objek daripada kedudukan asalnya, mengikut arah
dari titik asal itu.
- kuantiti ektor
- unit SI ialah meter, m
La#u (s!eed) v
-
7/25/2019 Fizik topik 2
2/47
- kadar perubahan jarak!
- unit SI ialah ms -"
- kuantiti skalar
$ala#u (velocit%) v
- kadar perubahan sesaran atau perubahan jarak pada suatu arah
tertentu
- unit SI ialah ms -"
- kuantiti ektor mengikut arah sesaran paduan.
-
7/25/2019 Fizik topik 2
3/47
&ecutan (acceleration) a
- kadar perubahan halaju.
-
7/25/2019 Fizik topik 2
4/47
- kuantiti ektor.
- unit SI ialah ms -#
&ecutan sera'a" (constant acceleration)
- jika halaju objek (yang bergerak secara linear) berubah dengan kadar
malar (constant).
N%a!ecutan (deceleration)
- halaju objek semakin berkurang
- pecutan negati$.
%ontoh!
". (a) Sebuah kereta bergerak dari keadaan pegun dan memecut secara
seragam supaya
mencapai halaju #& ms -"dalam masa ' saat. erapakah pecutan
kereta itu
*enyelesaian!
halaju a+al, u & ms -"
halaju akhir, #& ms -"
masa, t ' saat
-
7/25/2019 Fizik topik 2
5/47
#& - & ms -#
'
(b) kemudian brek di tekan dan kereta itu semakin perlahan dengan
kadar seragam
sehingga berhenti dalam masa saat. erapakah pecutan kereta
itu
*enyelesaian
halaju a+al, u #& ms -"
halaju akhir, & ms -"
masa, t saat
& - #& - ' ms -#
ereta itu mengalami nyahpecutan dengan magnitud '
/01I203
". Sebuah lori memecut secara seragam dari halaju ' ms -" sehingga
#& ms -"dalam masa
#& saat. 1entukan pecutan lori itu.
#. 2isham mula memandu keretanya dari rumah dengan pecutan seragam
dan mencapai
halaju "'.& ms -"dalam masa '.& saat. erapakah pecutan kereta
2isham
Jan'ka "asa detik (ticker ti"er)
-
7/25/2019 Fizik topik 2
6/47
- alat yang digunakan untuk mengkaji gerakan suatu objek bagi selang
masa yang singkat.
- pita detik berkarbon dipasang melalui jangka masa detik dan ditarik oleh
objek yang
bergerak.
- digunakan untuk menentukan masa, sesaran, halaju purata, pecutan dan
jenis gerakan suatu
objek.
%ontoh!
-
7/25/2019 Fizik topik 2
7/47
Jenis#enis 'erakan (%an' di'a"*arkan di !ita detik)
- 4arak antara titik-titik sama - halaju objek adalah seragam (constant
elocity)
- 4arak antara titik-titik bertambah secara seragam - pecutan seragam
(constant acceleration)
## 5ebruari #&"#
$u*un'an kait sesaran ala#u !ecutan dan "asa.
Gerakan dengan halaju seragam
". 6bjek yang bergerak dengan halaju seragam - pecutannya si$ar.
#. Sesaran, sselepas t saat !
-
7/25/2019 Fizik topik 2
8/47
s = v x t 7 - halaju seragam objek 8
Gerakan dengan pecutan seragam
6bjek yang bergerak dengan pecutan seragam, a, sesaran, s objek !
%ontoh!
2isham mula memandu keretanya dari rumah dengan pecutan seragam
dan mencapai halaju "'.& ms-" dalam masa '.& s. erapakah
(a) pecutan kereta 2isham
(b) sesaran kereta 2isham '.& saat selepas mula bergerak
(c) halaju kereta 2isham pada masa t .& saat
-
7/25/2019 Fizik topik 2
9/47
(d) halaju kereta 2isham setelah bergerak sejauh #&.& m dari tempat
permulaan.
*enyelesaian!
GRA+ GERAKAN LINEAR
G905 S:S0903 - ;0S0
ecerunan gra$ halaju objek
-
7/25/2019 Fizik topik 2
10/47
-
7/25/2019 Fizik topik 2
11/47
G905 20/04< - ;0S0
-
7/25/2019 Fizik topik 2
12/47
-
7/25/2019 Fizik topik 2
13/47
2.2 JISIM ,AN INERSIA
Jisi"
- jumlah atau kuantiti jirim yang terkandung dalam sesuatu objek.
- bergantung kepada bilangan dan jenis atom dalam objek itu
- unit SI ialah kilogram )kg)
- merupakan kuantiti skalar
- sentiasa tetap dan tidak dipengaruhi oleh $aktor seperti daya tarikan
graiti.
2.2 INERSIA
- merupakan si$at semula jadi suatu objek yang cenderung untuk
menentang sebarang
perubahan keadaan asal gerakannya, sama ada keadaan pegun atau
keadaan bergerak.
Situasi tentang inersia jika
keadaan asal o*#ek- !e'un
- apabila kadbod disentap (tarik serta merta) secara mengu$uk
(horizontal), duit syiling akan
terjatuh ke dalam gelas.
- inersia duit siling menentang perubahan keadaan asalnya, iaitu keadaan
pegun. 6leh itu ia
tidak bergerak bersama kepingan kadbod lalu jatuh ke dalam gelas
kerana daya tarikan
graiti.
keadaan asal o*#ek- *er'erak
-
7/25/2019 Fizik topik 2
14/47
sedang bergerak berhenti secara tiba-tiba
- apabila sebuah kereta bergerak, pemandu dan penumpang juga
bergerak bersama-sama.
- apabila kereta itu di perlahankan atau berhenti secara tiba-tiba,
pemandu dan penumpang
akan terhumban ke hadapan.
- inersia pemandu dan penumpang itu menentang perubahan keadaan
asalnya iaitu keadaan
bergerak. 6leh sebab itu mereka meneruskan pergerakkan ke hadapan.
A!!likasi konse! inersia.
0
% =
0 - Sos cili lebih mudah keluar daripada botol jika botol digoncang ke
ba+ah dengan kuat
dan dihentikan secara mendadak.
- Sos cili dalam botol itu cuba mengekalkan keadaan asalnya yang
bergerak ke ba+ah
apabila botol dihentikan secara tiba-tiba.
- *ayung diputarkan laju untuk menanggalkan titisan air dipermukaannya.
-
7/25/2019 Fizik topik 2
15/47
- 1itisan air cuba mengekalkan keadaan asalnya pegun apabila payung
diputar.
% - udak lelaki berlari secara zig-zag (lintang pukang) ketika dikejar olehlembu.
- 4isim lembu yang besar maka inersianya juga besar, menyukarkannya
mengubah arah
gerak secara pantas.
= - ahagian pemegang tukul dihentakkan ke lantai>permukaan yang
keras untuk
mengetatkan kepala penukul yang longgar.
- epala penukul cuba mengekalkan keadaan asalnya yang bergerak ke
ba+ah apabila
pemegangnya terhentak ke tanah yang keras.
Kaeda "en'uran'kan kesan ne'ati inersia.
A /
0 *enggunaan beg udara dan tali pinggang keledar
eg udara akan mengembang apabila berlaku perlanggaran.
*emandu dan penumpang yang cuba mengekalkan keadaan asalnya
yang bergerak akan terhumban ke hadapan.
-
7/25/2019 Fizik topik 2
16/47
eg udara akan menghalang mereka daripada terhentak ke stering
atau cermin kaca dan ini membantu mengurangkan kecederaan
mereka.
1ali pinggang keledar pula menghalang mereka daripada terhumban
ke hadapan.
;engangkut barangan berat menggunakan lori.
;uatan mesti diikat kuat supaya tidak jatuh semasa lori berhenti
atau mula bergerak.
arangan yang berat cuba mengekalkan keadaan asalnya samada
pegun atau bergerak menyebabkan ia terjatuh apabila lori mula
bergerak atau berhenti.
2.0 MMEN3M LINEAR
Mo"entu"
ialah asil dara! #isi"dengan ala#u.
;omentum jisim ? halaju
"v
merupakan kuantiti ektor, dengan arah mengikut arah halaju.
unit SI nya ialah kg ms-"
bertambah apabila - jisim bertambah, halaju bertambah atau kedua-
dua jisim dan halaju bertambah.
&rinsi! kea*adian "o"entu" menyatakan baha+a
jumlah momentum dala suatu sistem adalah dikekalkan sekiranya
tida daya luar yang bertindak
momentum sebelum ... momentum selepas ...
&erlan''aran
elastik > kenyal > anjal
tidak elastik
-
7/25/2019 Fizik topik 2
17/47
&erlan''aran elastik
Semua objek yang terlibat berpisah selepas perlanggaran dengan
halaju masing-masing.
momentum dikekalkan
tenaga kinetik dikekalkan
jumlah tenaga dikekalkan
sebelum perlanggaran selepas
perlanggaran
jumlah momentum sebelum jumlah momentum
selepas
"1u1 4 "2u2 5 "1v1 4 "2v2
&erlan''aran tidak elastik
Semua objek yang terlibat bercantum selepas peerlanggaran
dengan halaju yang sama.
momentum dikekalkan
tenaga kinetik berubah > tidak dikekalkan
jumlah tenaga dikekalkan
-
7/25/2019 Fizik topik 2
18/47
sebelum perlanggaran selepas
perlanggaran
jumlah momentum sebelum jumlah momentum
selepas
"1u1 4 "2u2 5 ( "1 4 "2) v
Letu!an
Sebelum letupan semua jasad > objek dalam keadaan bercantum
dan pegun > rehat.
Selepas letupan semua jasad > objek yang terlibat bergerak dalam
arah yang berla+anan.
4umlah momentum sebelum letupan 4umlah momentum
selepas letupan
& m"" @ m##
-
7/25/2019 Fizik topik 2
19/47
"1v1 5 "2v2
tanda ( - ) menunjukkan arah berla+anan
A&LIKASI &RINSI& KEA/A,IAN MMEN3M
En#in #et
-
7/25/2019 Fizik topik 2
20/47
Gas-gas panas dibebaskan dengan kelajuan sangat tinggi melalui ek
szos,akan menghasilkan momentum ke ba+ah yang besar.
erdasarkan prinsip keabadian momentum, menyebabkan
momentum
yang sama magnitudnya tetapi berla+anan arah akan terhasil. ;ak
a roketakan bergerak keatas
Menn''unakan *ot ki!as di ka6asan !a%a.
ipas menghasilkan halaju udara yang tinggi ke belakang, lalu mom
entum yang besar dalam arah yang sama terhasil.
erdasarkan prinsip keabadian momentum, momentum
yang sama tetapiberlainan arah dihasilkan dan bertindak ke atas bot
itu. ;aka bot akanbergerak ke hadapan.
LAI$AN
".
ereta 0 berjisim "&&& kg bergerak pada kelajuan #& ms -" berlanggar
dengan kereta yang berjisim "#&& kg, berkelajuan "& ms -" dalam arah
-
7/25/2019 Fizik topik 2
21/47
yang sama. 4ika kereta terdorong ke hadapan pada "' ms -" kesan
daripada impak tersebut, apakah halaju, , kereta 0 sebaik sahaja
perlanggaran itu terjadi
#.
Sebuah trak berjisim "#&& kg bergerak pada kelajuan A& ms -" berlanggar
dengan sebuah kereta berjisim "&&& kg yang bergerak dalam arahbertentangan dengan kelajuan #& ms -". Selepas perlanggaran, kedua-dua
kenderaan bergerak bersama. erapakah halaju kedua-dua kenderaan
sebaik sahaja selepas perlanggaran terjadi
A.
Seorang lelaki menembak menggunakan pistol berjisim ".' kg. 4ika jisim
peluru ialah "& g dan mencapai halaju A&& ms -" selepas tembakan,
berapakah halaju sentakan (recoil elocity) pistol itu
2.7 MENGANALISA KESAN ,A8A
Kesei"*an'an da%a (/alanced +orce)
eseimbangan daya suatu objek tercapai apabila paduan beberapa daya
yang bertindak ke atasnya adalah si$ar.
-
7/25/2019 Fizik topik 2
22/47
Beight, B /i$t, Parallelogram method?
9onto-
Lan'ka 1 -
Lukiskan da%a +1 dan +2 dari satu titik den'an sudut @: diantara
keduan%a "en''unakan !e"*aris dan !rotractor. (Gunakan skala
%an' sesuai untuk "en''a"*arkan "a'nitud da%a)
Lan'ka 2
Len'ka!kan se'ie"!at selari itu. (&arallelo'ra")
Lan'ka 0
Lukiskan 'arisan !e!en#uru *a'i parallelogram. Garisan
!e!en#uru itu "e6akili !aduan da%a + den'an "a'nitud dan
aran%a.
-
7/25/2019 Fizik topik 2
30/47
LAI$AN-
entukan !aduan da%a *erikut "en''unakan
kaedaparallelogram.
LI+
&e'un (idak *er'erak)
-
7/25/2019 Fizik topik 2
31/47
,a%a !aduan + 5 R < "'
R < "' 5 :
R 5 "'
/er'erak ke atas den'an !ecutan a
,a%a !aduan + 5 R1< "'
R1< "' 5 "a
R15 "' 4 "a
5 "(' 4 a)
/acaan !eni"*an' B *erat se*enar.
Ara !aduan da%a 5 ara !ecutan (ke atas)
/er'erak ke *a6a den'an !ecutan a
-
7/25/2019 Fizik topik 2
32/47
,a%a !aduan + 5 "' < R1
"' < R1 5 "a
R15 "' < "a
5 "(' < a)
/acaan !eni"*an' C *erat se*enar
Ara !aduan da%a 5 ara !ecutan (ke *a6a)
LAI$AN
Ga"*ara#a "enun#ukkan seoran' 'adis *er#isi" @: k' dala"
se*ua li.
Kirakan *erat %an' diala"in%a #ika li itu
-
7/25/2019 Fizik topik 2
33/47
a) ,ala" keadaan !e'un
*) Me"ecut :.D "s 2ke atas
c) Me"ecut :.D "s 2ke *a6a. (!ecutan ole 'raviti ' 5 1:
"s 2 )
(@:: N @2D
N 7@ N)
AKAL (Pulley)
Jika "1 5 "2
Siste" *erada dala" keadaan reat (tidak *er'erak)
F15 F2
"1' 5 "2'
Jika "1 B "2
-
7/25/2019 Fizik topik 2
34/47
A- *er'erak ke *a6a den'an !ecutan a "s2
/- *er'erak ke atas den'an !ecutan a "s2
,a%a !aduan di A
+ 5 "1' <
"1' < 5 "1a
,a%a !aduan du /
+ 5 < "2'
< "2' 5 "2a
LAI$AN
-
7/25/2019 Fizik topik 2
35/47
entukan
a. ,a%a !aduan + (1: N)
*. Jisi" %an' *er'erak " ( K')
c. &ecutan a (1.D0 "s2
)
d. e'an'an tali (0D.0 N)
2.1: KERJA ENAGA K3ASA ,AN KE9EKA&AN
Ker#a iala asil dara! "a'nitud sesaran dan ko"!onen
da%a %an' selari den'an ara sesaran.
F 5 +s
F 5 ker#a (6ork)
+ 5 da%a (orce)
s 5 sesaran
(dis!lace"ent)
3nit SI untuk ker#a iala #oule ( J )
Jika Sesaran o*#ek s adala dala" ara da%a +
9onto 1 -
-
7/25/2019 Fizik topik 2
36/47
&e"uda dala" 'a"*ara#a di *a6a "enolak *asikaln%a
den'an da%a 27 N "elalui #arak se#au 0 ". /era!aka
ker#ka %an' dilakukann%a
F 5 +s 5 (27)(0) 5 7 J
9onto 2 -
Fanita dala" 'a"*ara#a di *a6a sedan' "en'an'kat
!asu *un'a *er#isi" 0 k' setin''i :.D ". /era!aka ker#a
%an' dilakukann%a
F 5 +s 5 (0)(:.D) 5 1.2 J
Jika sesaran o*#ek s *ukan dala" ara da%a +
9onto-
&e"uda dala" 'a"*ara#a di *a6a "enarik se*ua kotak
*erisi ikan se!an#an' lantai se#au @" den'an da%a D:N./era!aka ker#a %an' dilakukann%a
F 5 + H s
F 5 (+ cos =) s
F 5 (+ cos =) s
5 (D: Kos 7:)(@)
-
7/25/2019 Fizik topik 2
37/47
5 17D.2 J
iada ker#a dilakukan #ika o*#ek *erada dala" keadaan
!e'un (tidak *er'erak)
9onto-
Seoran' "urid "e"ikul *e'n%a sa"*il "enun''u di
!erentian *as
iada ker#a dilakukan #ika ara !er'erakan o*#ek *ersudut
te!at den'an ara tindakan da%a
9onto-
&ela%an restoran "e"*a6a dulan' "akanan sa"*il
*er#alan. Ara da%a
*ersudut te!at den'an ara 'erakan dulan' itu.
LAI$AN-
Jika se*ua kotak itolak den'an da%a D: N dan ia *er'erak
"elalui #arak 0 " "en'ikut ara da%a kirakan ker#a %an'
dilakukan. (12: J)
-
7/25/2019 Fizik topik 2
38/47
Seoran' 6anita "enarik *e' !akaiann%a den'an da%a 27 N
!ada sudut @: den'an !er"ukaan "en'uuk. /era!aka
ker#a %an' dilakukan ole 6anita itu #ika *e' !akaian
terse*ut *er'erak se#au " se!an#an' lantai. (1:: J)
ENAGA
Ker#a 5 #u"la tena'a %an' ditukarkan
ena'a *ole 6u#ud dala" !el*a'ai *entuk se!erti
". tena'a kinetik
#. tena'a keu!a%aan 'raviti
A. tena'a keu!a%aan elastik
. tena'a *un%i
'. tena'a a*a
E. tena'a caa%a
. tena'a elektrik
F. tena'a ki"ia
3nit SI untuk tena'a iala #oule (J)
ENAGA KINEIK
ena'a kinetik iala tena'a suatu o*#ek %an' sedan'
*er'erak.
Suatu o*#ek *er'erak den'an !ecutan a. ker#a %an'dilakukan iala tena'a %an' di!indakan ke!ada o*#ek
se*a'ai tena'a kinetik Ek
Ker#a %an' dilakukan F 5 +s
-
7/25/2019 Fizik topik 2
39/47
ENAGA KE3&A8AAN GRAII (GRAIAINAL &ENIAL
ENERG8)
ena'a keu!a%aan 'raviti iala tena'a %an' di"iliki ole
suatu o*#ek dise*a*kan ketin''iann%a dala" "edan 'raviti.
*#ek *er#isi" " dinaikkan !ada ketin''ian "ene'ak "akaker#a %an' dilakukan
F 5 +s 5 ("') H 5 "'
Ker#a %an' dilakukan akan ditukarkan ke!ada tena'a
keu!a%aan 'raviti E!
E!5 "'
-
7/25/2019 Fizik topik 2
40/47
&RINSI& KEA/A,IAN ENAGA( &RIN9I&LE + 9NSERAIN +
ENERG8)
ena'a *ole ditukarkan dari satu *entuk ke *entuk %an'
lain teta!i ia tidak *ole dici!ta atau di"usnakan.
Jadi #u"la tena'a dala" suatu siste" selalun%a sentiasa
teta!
K3ASA (&FER)
Kuasa iala kadar "elakukan ker#a atau #u"la ker#a %an'
dilakukan dala" "asa satu saat.
&o6er 5 Fork done
i"e taken
SI unit o !o6er is 6att (F)
KE9EKA&AN (E++I9IEN98)
Keceka!an suatu alat iala !eratus tena'a in!ut %an'
ditukarkan ke!ada tena'a out!ut %an' *er'una.
Keceka!an 5 ena'a out!ut (*er'una) H 1::
ena'a in!ut
9onto-
-
7/25/2019 Fizik topik 2
41/47
2.11 KEKEN8ALAN (ELASI9I8)
is a !ro!ert% o "atter tat ena*les an o*#ect to return to its
ori'inal sie and sa!e 6en te orce tat 6as actin' on it
is re"oved.
Elasticit% due to te stron' inter"olecular orces *et6eente "olecules o te solid.
-
7/25/2019 Fizik topik 2
42/47
RELAINS$I& /EFEEN +R9E AN, EENSIN + A S&RING
-
7/25/2019 Fizik topik 2
43/47
+orce constant o te s!rin' k
e unit is N" O
e orce tat rePuired one unit eHtension o te s!rin'.
Is a "easure o te stiQness o te s!rin'.
e lar'er te orce constant te stiQer te s!rin'.
-
7/25/2019 Fizik topik 2
44/47
Elastic li"it o te s!rin'
is te "aHi"u" orce tat can *e a!!lied to a s!rin' suc
tat te s!rin' 6ill *e a*le to *e restored to its ori'inallen't 6en te orce is re"oved
ELASI9 &ENIAL ENERG8
is te ener'% transerred and stored in te s!rin' 6en
6ork done on te s!rin'.
+ro" te 'ra! orce + eHtension H
I te s!rin' is not stretced *e%ond its elastic li"it te
'ra! is a strai't line !assin' trou' te ori'in.
e orce is directl% !ro!ortional to te eHtension
-
7/25/2019 Fizik topik 2
45/47
+A9RS $A A++E9 ELASI9I8
-
7/25/2019 Fizik topik 2
46/47
ARRANGEMEN + $E S&RING
-
7/25/2019 Fizik topik 2
47/47
EER9ISE-
e ori'inal len't o eac s!rin' is 1: c". Fit a load o 1:
' te eHtension o eac s!rin' is 2 c".Fat is te len't o
te s!rin' s%ste" or (a) (*) and (c)
(Dc" 7 c" 12 c")