Memahami Fizik

Fizik merupakan ilmu untuk mencari penerangan rasional (mengapa dan bagaimana) tentang sifat jirim,tenaga dan fenomena alam semula jadi.

Antara bidang fizik ialah fizik nukleur, fizik keadaan pepejal,biofizik,elekronik,astronomi ,fizik plasma dan lain-lain.

Tujuan anda mempelajari fizik ialah untuk menjawab persoalan-persoalan berikut seperti:-

Mengapakah penyedut minuman kelihatan bengkok di dalam sebiji gelas yang mengandungi air?

Mengapakah kita merasai gerun apabila menaiki sebuah kereta yang sedang bergerak laju menuruni bukit?

Bagaimanakah pelangi terbentuk?

Mengapakah penumpang-penumpang di dalam sebuah kereta terhumban ke hadapan apabila kereta dihentikan dengan tiba-tiba?

Bagaimanakah logamaya terbentuk?

Bagaimanakah sebuah kapal terbang terangkat?

Untuk mempelajari fizik kita mesti menguasai kemahiran saintifik(kemahiran proses sains dan kemahiran manupultaif),mengaplikasi kaedah saintifik dan mengamalkan sikap saintifik.

Kuantiti FizikPengertian Kuantiti Fizik

Kuantiti fizik ialah kuantiti boleh diukur.

Contohnya ialah suhu,tekanan,halaju dan sebagainya.

Kuantiti fizik terbahagi dua jenis iaitu kuantiti fizik asas dan kuantiti fizik terbitan.

Kuantiti Fizik AsasKuantiti fizik asas ialah kuantiti fizik yang tidak dapat ditakrifkan(diterbitkan) dalam sebutan kuantiti -kuantiti fizik yang lain atau tidak dapat diperolehi daripada gabungan dua kuantiti fizik yang lain.

Terdapat lima kuantiti fizik asas seperti disenaraikan dalam jadual berikut:-

Masa

Kuantiti Fizik Terbitan

Kuantiti Fizik terbitan ialah Kuantiti fizik yang boleh diterbitkan daripada kuantiti-kuantiti asas melalui operasi darab atau bahagi atau kedua-duanya.

Di antara contoh-contoh kuantiti fizik terbitan adalah seperti berikut:-

Unit

terbitan

Simbol

Unit

Terbitan

Halaju

Ketumpatan

Kuantiti Skalar dan Kuantiti TerbitanKuantti skalar adalah merupakan kuantiti yang mempunyai magnitud (nilai) sahaja.

Contoh kyuantiti skalar adalah masa , jisim , panjang , suhu ,laju tenaga dan tekanan.

Kuantiti vektpr adalah merupakan kuantiti yang mempunyai magnitud dan arah.

Contoh kuantiti vector adalah sesaran . daya , berat ,halaju ,pecutan dan momentum.

Contoh 1Nyatakan kuantiti terbitan berikut dalam sebutan kuantiti asas.

(a) Pecutan

(Panduan: Pecutan = perubahan halaju) masa

(b) Momentum

(Panduan : Mometum = jisim x halaju )

Penyelesaian

Contoh 2

Nyatakan unit asas bagi kuantiti-kuantiti terbitan berikut:

(a) Daya

(Panduan : Daya = jisim x pecutan )

(b) Impuls

( Panduan : Impuls = perubahan momentum)

(c) Kerja

(Panduan : Kerja = daya x sesaran)

Penyelesaian

1Manakah daripada yang berikut bukan

kuantiti asas?

A Panjang

B Berat

CArus elektrik

D Masa

2 Manakah antara berikut adalah bukan

unit asas?

A Celsius

BAmpere

C Kilogram

DSaat

3 Kuantiti terbitan dihasilkan daripada kuantiti asas dengan operasi

APenambahan atau penolakan

BPenambahan atau penolakan atau kedua-duanya

C Pendaraban atau pembahagian

DPendaraban atau pembahagian atau kedua-duanya

4 Unit asas bagi jisim adalah

A Miligram

BGram

C Kilogram

DMikrogram

5Kuantiti asas yang tidak terdapat dalam daya adalah

A Panjang

B Masa

C Suhu

D Jisim

6Di antara kuantiti terbitan berikut yang manakah merupakan gabungan suatu kuantiti asas sahaja?

A daya

B isipadu

C pecutan

7Yang manakah antara berikut benar mengenai suatu kuantiti fizik?

Kuantiti fizik

Jenis

Unit S.I.

8Tenaga kinetik diberi oleh rumus

E = m v 2

di mana m = jisim dan v ialah halaju. Bilangan kuantiti asas yang terlibat dalam rumus tenaga kinetik ialah

A1

B2

C3

9Beberapa kuantiti fizik serta unit SI yang sepadan telah diberi di bawah.Pasangan yang manakah benar?

Kuantiti Fizik Unit S.I.

A Luas

Kaki persegi

B Berat

Kilogram

CKuasa

Joule per minit

DKetumpatan

Kilogram per

meter padu

10Jika suatu kuantiti fizik diberi oleh rumus M = e d 2di mana e unitnya kilogram manakala d unitnya meter, maka unit bagi M ialah,

A kg 2 m

Bkg-2 m

C kg m 2

Dkg m-2

11Tempoh ayunan bagi sebah neraca inersia diberi oleh hubungan

T 2 = k m

di mana

T = tempoh dan unitnya s ,

m = jisim dan unitnya kg

dan k =pemalar maka unit bagi k ialah,

Akg s2

Bkg- 1 s 2 Ckg s

Dkg- 2 s-112Pasangan kuantiti terbitan ialah

Adaya dan arus

Btekanan dan suhu

Ckerja dan jisim

Dberat dan beza keupayaan

13Antara kuantiti-kuantiti berikut yang manakah ialah kuantiti asas?

A Berat angkasawan di bulan adalah 10 N

B Kuasa sebuah mentol elektrik ialah

60W

CHalaju kayuhan seorang pelumba basikal

adalah 70 km j-1

DPerimeter sebuah padang bola adalah

yang dicatat oleh seorang pelari 380 m

14Kuantiti-kuantiti asas yang tidak terdapat dalam pecutan adalah

A Panjang

BJisim

CMasa

15Di antara alat-alat yang diperlukan untuk menentukan ketumpatan sekeping batu batu kecualiAJam randek

BNeraca Kimia

CPembaris meter

16Di antara kuantiti terbitan dan unit S.I yang manakah berikut adalah benar?

AKuantiti cas unitnya A s

BHalaju unitnya km j - 1 CPecutan unitnya cms- 2

DIsipadu unitnya cm 317Di antara kuantiti-kuantiti terbitan berikut yang manakah hanya mempunyai kuantiti asas panjang dan masa sahaja.

A Halaju

BMomemtum

B Daya

D Tekanan

18Manakah antara kuantiti berikut adalah merupakan kuamttiti skalar?.

AIsipadu

BBerat

CDaya

DPecutan

19Manakah antara kuantiti berikut adalah merupakan kuamttiti vektor?.

AKerja

BKuasa

CHalaju

DJarak

20Manakah antara kuantiti berikut adalah merupakan satu pasangan kuamttiti vektorr?

ALuas dan sesaran

B Tekanan dan daya

CPecutan dan halaju21(a)Arus elektrik yang mengalir dalam suatu konduktor logam ditakrifkan oleh persamaan berikut:

arus = cas

masaBerdasarkan persamaan tersebut yang manakah merupakan

(i) kuantiti asas

.........................................................

(ii) kuantiti terbitan

.........................................................

(b)Apakah unit S.I. bagi kuantiti cas

.................................................................22Kuasa seorang pelajar yang menaikki sebuah tangga diberi oleh persamaan,

Kuasa = daya X sesaran masa(a)Nyatakan kuantiti asas yang terkandung

dalam persamaan di atas.

.................................................................(b) Nyatakan dalam sebutan unit asas bagi kuasa

................................................................. 2350 biji butir-butir plumbum yang setiap satunya berjisim 0.5 g dan berdiameter 0.2 mm dijatuhkan dari suatu tempat setinggi 8 m dan kemudiannya terkena satu blok plumbum nipis yang berbentuk segiempat tepat dengan perimeternya 120 cm. Semasa terkena blok plumbum suhu meningkat sebanyak 1.2 o C dan menghasilkan tenaga haba sebanyak 320 J. Pecutan buir-butir plumbum ketika jatuh adalah 10 ms-2.Berdasarkan maklumat yang diberi kumpulkan semua kuantiti terlibat yang digariskan dalam jadual di bawah.Kuantiti

AsasKuantiti

TerbitanKuantiti

SkalarKuantiti

Vektor

24Berdasarkan Hukum Kegravitian Semesta daya tarikan F bagi dua jasad yang berjisim m dan M masing-masing dengan r ialah jarak antara kedua-dua jasad itu diberi oleh persamaan

F = G m M r 2

Berdasarkan persamaan di atas nyatakan

(a)satu contoh kuantiti terbitan dan satu

contoh kuantiti asas.

(b)unit-unit S.I.bagi F,m ,M dan r

(c)unit S.I. bagi G

Pendahuluan

Apabila kita mengukur suatu kuantiti fizik,misalnya panjang meja ialah 5 . Adakah maklumat ini lengkap? Sudah tentulah ia tidak memberi makna apa-apa kecuali diletakkan unit, misalnya 5 m.Oleh itu apakah peranan unit?

Unit ialah ukuran piawai yang ditentukan untuk ukuran suatu kuantiti fizik.

Unit digunakan untuk membandingkan saiz atau ukuran di antara kuantiti-kuantiti yang sama.

Unit perlu diselaraskan kerana

(a) Memudahkan perhubungan atau komunikasi antarabangsa terutama dalam bidang Sains dan Perdagangan

(b) Meningkatkan kecekapan proses pertukaran maklumat terutama pengetahuan sains dan teknologi(c)Mempermudahkan proses menganalisis data

(d) Data atau maklumat terkumpul boleh dapat digunakan oleh ahli sains negara lain

(e) Kertas kerja saintifik yang dikemukakan oleh seseorang saintis dapat difahami dan diaplikasikan.

Takrifan Unit Asas

1 meter: Jarak cahaya yang merambat

dalamvakum selama

saat1 Kilogram: Jisim silinder aloi platiunum- iridium yang tersimpan di Serves,Perancis.

1 Saat: Masa 9192631770 kali tempoh

ayunan yang dikeluarkan oleh

atom Saesium-133

1 Kelvin: Suhu suhu

termodinamik 273.16 takat

tigaan air.

1 Ampere: Arus mantap yang mengalir

melalui dua konduktor

selari yang panjangnya tak

terhingga ,luas keratin yang boleh diabaikan dan dipisahkan sejauh 1m

dalam vakum,menghasilkan

daya 2 x 10 7 Newton per

unit panjang ke atas setiap

konduktor.

Imbuhan Unit

Apabila kita mengukur panjang,kita boleh menyatakan nilainya dalam unit kilometer,

centimeter dan sebagainya.Kilo,centi merupakan imbuhan unit yang mempunyai nilai-nilai tertentu seperti yang terdapat pada jadual berikut:-

ImbuhanSimbolnilai

Tera

Giga

Mega

Kilo

Desi

Centi

Mili

Mikro

Nano

PikoT

G

M

k

d

c

m

n

p

Bentuk Piawai

Jejari bumi adalah 6400000000 mm manakala diameter satu dawai logam adalah 0.00000045 km.Bagaimanakah cara terbaik untuk menulis nilai-nilai yang terlalu besar atau terlalu kecil ini?

Kita boleh meringkaskan nilai yang terlalu besar atau terlalu kecil dalam bentuk piawai.

Bentuk piawai pada amnya ialah

di mana 1 ( a