5/25/2018 Nota Bab 2

1/19

DAYA & GERAKAN

2.1 Gerakan Linear

Kuantiti Fizik Maksud, Kuantiti, Simbol dan unit

Jarak, l Jumlah panjang lintasan yang dilalui dari satu lokasi ke tempat yanglain.

Kuantiti : Skalar SI unit : meter (m)

Sesaran,l a) Jarak yang mempunyai arah tertentub) Jarak terpendek dari satu titik ke titik yang lain mengikut

arah yang tertentu.

Kuantiti : vektor SI unit : meter (m)

Laju, v Laju ialah kadar perubahan jarak

Laju = jarak yang dilalui

Masa yang diambil

Kuantiti : Skalar SI unit : ms-1

Halaju, v Halaju ialah kadar perubahan sesaran

Halaju =

Arah halaju adalah arah sesaran.

Kuantiti : vektor SI unit : ms-1

Purata Laju

v =

Contoh : Sebuah kereta

bergerak dengan purata laju/halaju 20ms

-1

Secara purata , kereta itu

bergerak dengan jarak /

sesaran 20m dalam masa 1 s

untuk keseluruhan perjalanan.

Purata halaju

v =

Laju seragam Laju yang mempunyai magnitud yang sama

Halaju seragam Halaju yang mempunyai arah dan magnitude yang sama.

Sesuatu objek mempunyai halaju

yang tidak seragam jika :

a) Terdapat perubahan dalam arah gerakan @ gerakan itutidak linear.

b) Magnitud halaju berubahPecutan , a

a =

unit : ms-2

Apabila halaju objek berubah, objek mengalami pecutan.

Pecutan ialah kadar perubahan halaju.

Pecutan =

5/25/2018 Nota Bab 2

2/19

Pecutan positif

--

Halaju objek bertambah dari halaju awal , u kepada halajuakhir yang lebih besar, v

Nyahpecutan

Pecutan negatif

Kadar pengurangan laju dalam arah yang tertentu

Halaju objek berkurang dari halaju awal, u kepada halaju akhir yang

lebih rendah , v.

Pecutan Sifar Objek yang bergerak dengan halaju seragam, di mana magnitude

dan arah halaju tidak berubah- tidak memecut

Pecutan seragam Halaju meningkat secara seragam

Apabila sebuah kereta bergerak dengan seragam @ pecutan

seragam 5ms-2, bermaksud halaju kereta bertambah sebanyak 5ms-

1setiap saat kereta itu bergerak.

Malar = seragam

Halaju meningkat = pecutan

Halaju berkurang = nyahpecutan

Halaju sifar = objek pegun /rehat

Halaju negative = objek bergerak pada arah yang bertentangan.Pecutan sifar = halaju malar

Pecutan negative = nyahpecutan

Contoh 1

Setiap hari Rahim berjalan dari

rumah ke simpang yang terletak

1.5km dari rumahnnya.Kemudian

dia berpatah balik dan berhenti di

warung Pak Din yang terletak

0.5km dari rumahnya.

Contoh 2

Setiap pagi Amirul berjalan ke rumah Ahmad yang terletak 80m di

timur rumah Amirul. Mereka berjalan ke sekolah yang terletak 60m

ke selatan rumah Ahmad .

a) Berapakah jarak yang dilalui oleh Amirul dan sesaran darirumahnya.

b) Jika masa yang diambil oleh Amirul untuk bergerak darirumahnya ke rumah Ahmad dan kemudian ke sekolah ialah

15minit, berapakah laju dan halaju yang diambil oleh Amirul.

5/25/2018 Nota Bab 2

3/19

a) Berapakah sesaran Rahimdari rumahnya

- Apabila dia sampai disimpang?

- Apabila dia berada diwarung Pak Din ?

b) Selepas makan , Rahimbergerak kembali ke

rumah. Apabila dia

sampai di rumah ,

i)Berapakah jumlah jarakyang telah dilalui oleh

Rahim?ii)Berapakah jumlah

sesaran dari

rumahnya?

Contoh 3

Syafiq berlari dalam satu pertandingan mencapai jarak 60m dalam

masa 12s.

a) Berapakah laju Syafiq dalam m/s.b) Jika dia mengambil masa 40s untuk melengkapkan larian,

berapakah jarak yang telah dilalui olehnya?

Contoh 4

Sebuah kapal terbang berlepas menuju kearah utara dengan halaju

300km/j dalam masa 1 jam.Kemudian, kapal terbang itu bergerak ke

timur dengan halaju 400km/j dalam masa 1 jam.

a) Berapakah purata laju kapal terbang itu?b) Berapakah purata halaju kapal terbang itu?c) Berapakah perbezaan antara purata laju dan purata halajukapal terbang itu?

5/25/2018 Nota Bab 2

4/19

Menghubungkait antara sesaran, halaju, pecutan dan masa menggunakan pita detik.

Formula

Halaju

Masa ,t = 10 detik x 0.02s

= 0.2s

Sesaran ,s = x cm

Halaju ,v = s/t=x cm

0.2s

Pecutan

Masa yang diambil , t = (5-1 )x 0.2s =0.8s

@ t =(50-10)detik x 0.2 = 0.8s

Halaju awal ,

u = x10.2

Halaju akhir,

v = x2

0.2

Pecutan,

a = v-ut

Pita Detik

Menggunakan : 12V a.c bekalan kuasa. 1 detik = selang masa antara 2 titik Masa yang diambil untuk menghasilkan 50 detik pada satu pita detik ialah 1 saad. Oleh itu selang masa antara 2 titik yang berterusan ialah 1/50 = 0.02s

1 detik =0.02s

CARTA PITA DETIK JENIS GERAKAN

Halaju seragam

- Gerakan perlahanHalaju seragam

- Gerakan laju

5/25/2018 Nota Bab 2

5/19

Contoh 6

Rajah menunjukkan carta pita detik bagi troli yang bergerak.Frekuensi pita detik yang digunakan ialah

50Hz.Setiap bahagian mempunyai 10 detik.

a) Berapakah masa antara dua titik?b) Berapakah masa untuk satu pita detik?c)

Berapakah halaju awal?

d) Berapakah halaju akhir?e) Berapakah selang masa perubahan dari

halaju awal ke halaju akhir?

f) Berapakah pecutan objek.

Jarak antara titik bertambah secaraseragam.

Halaju objek bertambah secara seragam. Objek bergerak dengan pecutan seragam.

Jarak antara titik berkurang secaraseragam.

Halaju objek berkurang secara seragam Objek mengalami nyahpecutan seragam.

5/25/2018 Nota Bab 2

6/19

2.2 Graf Gerakan

Graf SesaranMasa Halaju diperolehi daripada kecerunan graf.

A-B : kecerunan graf adalah positif ( +ve) dan

seragam halaju seragam

B-C : kecerunan graf = 0 , halaju =0, objek

dalam keadaan rehat.

C-D : kecerunan graf negative (-ve) dan

seragam.Halaju adalahve dan objek bergerak

pada arah yang bertentangan.

Graf Halaju-Masa Luas di bawah graf Jarak /Sesaran

Kecerunan Positif Pecutan Seragam

(A-B)

Kecerunan Negatif Nyahpecutan Seragam

(C-D)

Kecerunan Sifar Halaju Seragam /Pecutan

Sifar

(B-C)

Graf s vs t v vs t a vs t

Halaju sifar

Halaju negatif

Halaju seragam

Pecutan seragam

Nyahpecutan Seragam

5/25/2018 Nota Bab 2

7/19

Contoh 7

Berdasarkan graf s-t di atas

a) Kira halaju padai) ABii) BCiii) CDb) Terangkan pergerakan objek pada

i) ABii) BCiii) CD

c) Cari :i) Jumlah jarakii) Jumlah sesaraniii) Purata lajuiv) Purata halaju objek yang bergerak.

Contoh 8

v/ms-1

20

10

0 10 20 30 40 m/s

-10

a) Kira pecutani)JK ii) KL iii)LM

b) Nyatakan pergerakan objek dii)JK ii)KL iii)LM

c) Jumlah sesaran?d) Purata halaju?

5/25/2018 Nota Bab 2

8/19

2.3 INERSIA

Inersia Inersia adalah kebolehan objek

mengekalkan keadaan pegun@ jika

bergerak terus bergerak dengan halaju

seragam.

Hukum Pertama Newton Suatu objek akan berada dalam keadaan

pegun @ gerakan dengan halaju seragam

sepanjang garis lurus kecuali dikenakan

oleh satu daya luar.

Hubungan antara inersia dan jisim Semakin besar jisim, semakin besar inersia

Situasi yang melibatkan inersia

Situasi Penerangan

Apabila kadbod ditarik dengan cepat, duit syiling akanjatuh ke dalam gelas.

Inersia duit syiling mengekalkan ia dalam keadaan pegun. Duit syiling akan jatuh ke dalam gelas disebabkan oleh

graviti.

Sos cili di dalam botol mudah untuk dituang jika botoldigerakkan ke bawah dengan cepat dan berhenti secara

tiba-tiba.

Sos di dalam botol bergerak bersama-sama dengan botol. Apabila botol berhenti dengan tiba-tiba, sos akan terus

bergerak disebabkan oleh kesan inersia.

Badan akan bergerak ke hadapan apabila kereta berhentidengan tiba-tiba.

Penumpang berada dalam keadaan gerakan apabilakereta itu bergerak.

Apabila kereta berhenti dengan tiba-tiba, inersiapenumpang mengekalkan dia dalam keadaan gerakan.

Oleh itu apabila kereta berhenti, penumpang akanbergerak ke hadapan.

Seorang budak lelaki berlari dari lembu dalam bentukgerakan zig-zag.Lembu mempunyai inersia yang besar

menyebabkan ia sukar untuk mengubah arah gerakan.

5/25/2018 Nota Bab 2

9/19

Kepala penukul dilekatkan dengan ketat padapemegangnya dengan mengetuk hujung pemegangnya.

Kepala penukul terus bergerak ke bawah walaupunketukan pada pemegang dihentikan .

Ini menyebabkan bahagian atas pemegang masuk denganlebih dalam ke dalam kepala penukul.

Titisan air pada payung yang basah akan jatuh apabilabudak itu memutarkan payung.

Ini kerana titisan air pada permukaan payung bergeraksecara serentak apabila payung diputar.

Apabila payung berhenti berputar, inersia titisan air akanterus mengekalkan ia dalam keadaan gerakan.

Cara untuk mengurangkan kesan

negatif inersia

Ciri- ciri keselamatan dalam keretaa) Tali pinggang keledar yang mengikat penumpang pada

kerusi akan mengelakkan penumpang terhumban ke

hadapan.

b) Beg udara dipasang di bahagian hadapan penumpanguntuk melindungi penumpang daripada berlanggar dengan

bahagian depan kereta.

Barang-barang yang diikat pada lori perlu diikat. Jika tidak , perkara yang berikut mungkin berlaku

a) Apabila lori mula bergerak, barang-barang yangasalnya pegun, menentang gerakan dan mungkin jatuhkeluar dari lori.

b) Apabila lori di perlahankan dengan tiba-tiba, barang-barang yang pada asalnya bergerak, akan terus

bergerak ke hadapan.

Lori yang membawa kayu balak @ muatan yang beratselalunya mempunyai struktur besi yang kukuh di

ruang antara tempat duduk pemandu dengan

muatan.Struktur besi berfungsi menahan muatan

daripada terhumban ke depan dan mencederakan

pemandu itu.

Untuk keselamatan,tangki pada lori tangki dibinadaripada beberapa tangki yang lebih kecil.Tujuanya

adalah untuk mengurangkan kesan inersia.

5/25/2018 Nota Bab 2

10/19

Hubungan antara jisim dan inersia. Dua baldi yang kosong di gantung dengan tali dari siling. Satu baldi diisi dengan pasir sementara satu baldi lagi

dibiarkan kosong.

Kedua-dua baldi ditolak secara serentak Baldi kosong didapati lebih mudah untuk ditolak

berbanding baldi yang diisi dengan pasir.

Apabila kedua-dua baldi berayun dan dipaksa untukberhenti, baldi yang dipenuhi pasir memberikan lebih

rintangan kepada tangan.

Ini menunjukkan bahawa baldi yang lebih besar jisimnyamemberikan lebih rintangan untuk mengubah keadaan

dari keadaan pegun @ dalam keadaan gerakan.

Objek dengan jisim yang besar mempunyai inersia yanglebih besar.

2.4 MOMENTUM

Definisi Momentum = jisim x halaju =mv

SI unit = kgms-1

Prinsip Keabadian Momentum Jumlah momentum suatu sistem adalah tetap jika

tiada daya luar bertindak pada system itu.

Perlanggaran Kenyal Perlanggaran Tidak Kenyal

Kedua-dua objek bergerak secara berasingan danmempunyai halaju yang tersendiri selepas

perlanggaran.

Momentum terabadi Tenaga kinetik terabadi Jumlah tenaga terabadi

Dua objek melekat dan bergerakbersama-sama dengan halaju

akhir yang sama selepas

perlanggaran.

Momentum terabadi Tenaga kinetik tidak terabadi Jumlah tenaga terabadi

Jumlah momentum sebelum = Jumlah momentum selepas

m 1u1+ m2u2 = m1v1+ m2v2

Jumlah momentum sebelum = jumlah

momentum selepas

m 1u1 + m2u2 = (m1+m2)v

5/25/2018 Nota Bab 2

11/19

LETUPAN

Sebelum letupan kedua-dua objek melekatbersama-sama dan dalam keadaan

rehat.Selepas letupan kedua-dua objek

bergerak dalam arah yang bertentangan.

Jumlah momentumsebelum letupan :

adalah sifar

Jumlah momentumselepas letupan :

m 1v1+ m2v2

Daripada prinsip keabadian momentum :

Jumlah momentum = Jumlah momentum

Sebelum perlanggaran selepas perlanggaran

0 = m 1v1+ m2v2m 1v1= -m2v2

-ve bermaksud arah gerakan yang bertentangan.

Contoh letupan (Prinsip Keabadian Momentum)

Apabila senapang ditembak, peluru yangberjisim m, bergerak dengan halaju yang

tinggi, v.Ini mewujudkan momentum

dalam arah ke hadapan.

Daripada prinsip keabadian momentum,momentum yang sama tetapi

bertentangan arah dihasilkan

menyebabkan senapang tersentak ke

belakang.

Aplikasi dalam enjin jet:

Gas yang berkelajuan tinggi dilepaskandari belakang dengan momentum yang

tinggi.

Ini menghasilkan momentum yang samatetapi bertentangan arah untuk menolak

jet itu kehadapan.

\\

5/25/2018 Nota Bab 2

12/19

Pelancaran Roket

Bahan api oksigen dan hidrogen dipam keruang pembakaran .

Kedua-dua unsur bercampur & dibakar dalamruang pembakaran.

Pembakaran ini menghasilkan satu gas padasuhu yang tinggi dan isipadu yang besar.

Gas yang panas dipancut keluar dari ekzosdengan halaju yang tinggi dan mewujudkan

satu momentum yang besar kebelakang.

Satu momentum yang sama magnitude jugadihasilkan ke atas roket tetapi berlawanan

arah.

Bot Kipas di kawasan berpaya

Kipas menghasilkan pergerakan udarakebelakang dengan kelajuan yang tinggi.Ini

menghasilkan momentum kebelakang yang

besar.

Berdasarkan prinsip keabadian momentum,momentum yang sama tetapi bertentangan

arah akan terhasil dan bertindak ke atas

bot.Oleh itu bot bergerak ke hadapan.

Sotong

Sotong melepaskan diri denganmenghembuskan jus yang banyak ke

belakang.Satu momentum ke belakang

terhasil.

Bahagian depan badan sotong terpaksabergerak depan supaya satu momentum ke

depan terhasil.

Contoh

Sebuah trak berjisim 1200kg bergerak dengan30m/s berlanggar denga kereta yang berjisim

1000kg yang bergerak pada arah yang

bertentangan dengan halaju 20m/s.Selepas

perlanggaran, dua kenderaan bergerak bersama-

sama.Apakah halaju kedua-dua kenderaan selepas

perlanggaran?

Penyelesaian?????????

5/25/2018 Nota Bab 2

13/19

X M

Seorang lelaki menembak sebuah sebuah pistol

yang berjisim 1.5kg.Jika jisim peluru ialah 10g dan

mencapai kelajuan 300m/s selepas tembakan,

apakah halaju sentakan pistol tersebut??

Penyelesaian???

Contoh

Sebuah kereta berjisim 1200kg terlibat dalam

suatu perlanggaran dengan sebuah lori yang

berjisim 4800kg yang bergerak pada halaju

79.2kmj-1 .Selepas perlanggaran, kereta dan lori itu

melekat dan bergerak bersama-sama dengan

halaju 21.6kmj-1.Hitungkan halaju kereta itu

sebelum perlanggaran.

Penyelesaian?????

ContohSebutir peluru berjisim 10g ditembak dari sepucuk

senapang yang berjisim 4kg dengan halaju 200ms-

1.Berapakah halaju sentakan senapang itu?

Penyelesaian??

Contoh

Sebiji peluru berjisim 100g ditembak daripada

sepucuk senapang berjisim 1kg.Jika halaju peluru

selepas tembakan ialah 150ms

-1

, berapakah halajusentakan senapang?

Penyelesaian??

5/25/2018 Nota Bab 2

14/19

2.5 DAYA

Keseimbangan Daya

Apabila dua daya yang bertindak ke atasobjek adalah seimbang, ia akan saling

membatal.

Daya bersih adalah sifar.Kesannya

Objek akan berada dalam keadaan pegun. Halaju =0 @ bergerak dengan halaju malar ,

a=0

Berat,W =Daya angkat ,U Tujahan enjin,F = rintangan udara,G

Daya yang tidak seimbang Apabila daya yang bertindak pada objek tidakseimbang, maka terdapat daya bersih yang

bertindak ke atas objek.

Daya bersih ini dikenali sebagai daya tidakseimbang @ daya paduan.

Kesannya : Ia menyebabkan sesuatu jasad

- Mengubah keadaannya dari keadaanrehat.(objek akan memecut)

- Mengubah arah gerakan (objek yang bergerakakan mengalami nyahpecutan @ mengubaharah gerakan)

5/25/2018 Nota Bab 2

15/19

Daya, Jisim & Pecutan

Hukum Newton Kedua

Apabila daya bersih, F bertindak ke atas jisim, ia

menyebabkan berlakunya pecutan, a

Pecutan yang dihasilkan oleh daya ke atas objek

adalah berkadar terus dengan magnitud daya

bersih yang dikenakan dan berkadar songsang

dengan jisim objek.Gerakan pecutan adalah sama

dengan daya bersih.

Daya = jisim x pecutan

F = ma

Hubungan antara a & F a F

Pecutan ,aberkadar terus dengan F.

Hubungan antara a dan m a 1/m

Pecutan , a berkadar

songsang dengan

jisim, m

LATIHAN

1.Berapakah daya yang diperlukan untuk

menggerakkan 2kg objek dengan pecutan 3ms-1

jika

a) Objek berada di atas permukaan yanglicin?

b) Objek di atas permukaan dimana puratadaya geseran yang bertindak k etas atas

objek ialah 2N

2. Ali mengenakan daya 50N untuk menggerakkan

10kg meja pada halaju malar.Berapakah daya

geseran yang bertindak ke atas meja.

3. Yang manakah diantara system berikut akan

menghasikan pecutan yang maksimum.

5/25/2018 Nota Bab 2

16/19

2.6 IMPULS DAN DAYA IMPULS

Impuls Perubahan momentum

mv-mu

units : kgms-1 or Ns

m = jisim

u =halaju awal

v = halaju akhir

t = masaDaya Impuls Kadar perubahan momentum dalam pelanggaran

@ letupan

mv-mu

t

Unit : N

Kesan

perubahan masa

Daya impuls berkadar songsang dengan sentuhan

masa.

Masa lebih panjang daya

impuls berkurang

Masa lebih pendek daya

impuls meningkat

Situasi untuk mengurangkan Daya Impuls dalam Sukan

Situasi Penerangan

Tilam tebal digunakan dalam acara lompat galah @ lompattinggi.

Tilam yang tebal akan memanjangkan masa hentakansemasa mendarat dan mengurangkan daya impuls.

Ini dapat mengurangkan kecerderaan kepada atlet.

5/25/2018 Nota Bab 2

17/19

Penjaga gol akan memakai sarung tangan untuk meningkatkan masapelanggaran.

Ini akan mengurangkan daya impuls. Atlet lompat tinggi akan membengkokkan kaki apabila mendarat. Ini adalah untuk memanjangkan masa agar daya impuls yang

bertindak terhadap kaki dapat dikurangkan.

Ini dapat mengurangkan kecederaan yang serius.Situasi yang meningkatkan Daya Impuls

Seorang karate yang hebat dapat mematahkan kayu yang tebaldengan menggerakkan tangannya dengan kelajuan yang tinggi.

Masa hentakan yang singkat akan menghasilkan daya impuls yangbesar.

Kepala penukul yang bergerak dengan

Soalan

Seorang lelaki seberat

60kg melompat dari

tingkat 1 sebuah rumah

yang terbakar.Halaju

sebelum sampai ke

tanah ialah 6ms-1

a) Kira impulsapabila kakinya

menjejak

tanah.

b) Berapakahdaya impuls

yang bertindak

ke atas kaki

lelaki itu jika

dia

membengkokkan kakinya dan

mengambil

masa 0.5s

untuk berhenti.

c) Berapakahdaya impuls

yang bertindak

5/25/2018 Nota Bab 2

18/19

ke atas kaki

lelaki itu jika

dia tidak

membengkokk

an kakinya dan

berhenti dalam

masa 0.05s.

d) Apakahkelebihan

apabila dia

membengkokk

akan kakinya

apabila dia

mendarat.

Soalan 2

Rooney menendang

bola dengan daya

1500N.Masa sentuhan

antara kasut dengan

bola ialah 0.01s.

a) Berapkahimpuls yang

diterima oleh

bola.

b) Jika jisim bolaialah 0.5kg,

berapakah

halaju bola itu?

5/25/2018 Nota Bab 2

19/19

CIRI-CIRI KESELAMATAN DALAM KERETA

Komponen Fungsi

Perehat kepala Mengurangkan kesan inersia ke atas kepala pemandu

Beg udara