Tajuk 6 : Kerja Dan Mesin Ringkas Tajuk 6 : Kerja Dan Mesin Ringkas
6.1 Kerja 6.1 Kerja >
>Tenaga ialah keupayaan melakukan kerja.Tenaga ialah keupayaan melakukan kerja. >Kerja dilakukan oleh
>Kerja dilakukan oleh satu daya apabila satu daya apabila titik tindakan titik tindakan daya disesarkan. daya disesarkan. Kerja danKerja dan tenaga diukur dalam unit yang sama, Joule (J).
tenaga diukur dalam unit yang sama, Joule (J).
Kerja yang dilakukan (Joule, J) = Daya (Newton, N) x Sesaran (meter, m) Kerja yang dilakukan (Joule, J) = Daya (Newton, N) x Sesaran (meter, m)
W = F.s kos θ W = F.s kos θ >Jika sudut di antara
>Jika sudut di antara dayadaya F danF dan sesaransesaran s ialah θ, komponen daya pada arahs ialah θ, komponen daya pada arah sesaran s i
sesaran s ialah F alah F kos θ. kos θ. Oleh itu,Oleh itu, Kerja = ( F kos θ ) s
Kerja = ( F kos θ ) s = Fs kos θ = Fs kos θ >Unit bagi F, s dan kerja : >Unit bagi F, s dan kerja :
Kerja = Fs Kerja = Fs Kerja
Kerja dalam dalam joule joule (J) (J) Daya Daya dalam dalam newton newton (N) (N) Sesaran Sesaran dalam dalam meter meter (m)(m) >Berat suatu objek berjisim m
>Berat suatu objek berjisim m ialah mg. ialah mg. Untuk menaikkan objek itu, Untuk menaikkan objek itu, suatu daya F = mgsuatu daya F = mg perlu dikenakan.
perlu dikenakan. Kerja perlu dilakukan Kerja perlu dilakukan untuk menaikkan suatu untuk menaikkan suatu jisim m jisim m sehinggasehingga ketinggian h.
ketinggian h. Kerja = Kerja = Fs ( Fs ( s = s = h, F h, F = mg = mg )) Kerja = mgh Kerja = mgh Jisim
Jisim dalam dalam kg kg g g = = pecutan pecutan gravity gravity Tinggi dalam Tinggi dalam mm =10 ms¯²
=10 ms¯² 6.2
6.2 Mesin RiMesin Ringkas Dan ngkas Dan Mesin Mesin MajmukMajmuk >
>Mesin ringkas ialah alat yMesin ringkas ialah alat yang membantu kita melakukan kerja. ang membantu kita melakukan kerja. Ia membantu kitaIa membantu kita dengan mengubah jumlah daya ke atas objek dan mengubah arah daya.
dengan mengubah jumlah daya ke atas objek dan mengubah arah daya. Kerja Dan Mesin Ringkas
Kerja Dan Mesin Ringkas
K
Keerrjjaa MMeessiin n RRiinnggkkaas s DDaan n MMeessiinn Majmuk Majmuk Faedah Mekanikal Faedah Mekanikal Dan Kecekapan Dan Kecekapan Mesin Manusia Mesin Manusia Berjalan Berjalan
TUAS TUAS >
>Tuas dibuat daripada papan atau bar yang diletakkan di atas fulkrum.Tuas dibuat daripada papan atau bar yang diletakkan di atas fulkrum. >
>Tuas Tuas membantu melakukan membantu melakukan kerja dengan kerja dengan lebih mudah, lebih mudah, membawa ataumembawa atau
menggerakkan objek yang berat dan membuat kerja-kerja seperti mengangkat objek, menggerakkan objek yang berat dan membuat kerja-kerja seperti mengangkat objek, membuka tudung
membuka tudung tin atau tin atau botol dan botol dan mencabut paku.mencabut paku. >
>Tuas terdiri daripada tiga bahagian iaitu fulkrum, beban dan sebatang rod.Tuas terdiri daripada tiga bahagian iaitu fulkrum, beban dan sebatang rod.
>Fulkrum diletakkan dekat dengan beban, sedikit daya diperlukan untuk menggerakkan >Fulkrum diletakkan dekat dengan beban, sedikit daya diperlukan untuk menggerakkan beban.
beban.
>
>Fulkrum diletakkan jauh dengan beban, lebih banyak daya diperlukan untukFulkrum diletakkan jauh dengan beban, lebih banyak daya diperlukan untuk menggerakkan beban.
menggerakkan beban. Jenis-jenis tuas
Jenis-jenis tuas i.
i. TuTuas as KeKelalas s PePertrtamamaa iiii.. TuTuas as kekelalas s KeKeduduaa
2. Satah 2. Satah Condong Condong Jenis-Jenis Mesin Jenis-Jenis Mesin Ringkas Ringkas Ringkas Ringkas 6. Takal 6. Takal Tuas Tuas 7. Gear 7. Gear 5. Roda Dan 5. Roda Dan Gandar Gandar 4. Skru 4. Skru 3. Baji 3. Baji
iiiii.i. TuTuas Keas Kelas Klas Ketetigigaa i. Tuas Kelas
Pertama-i. Tuas Kelas Pertama- Fulkrum terletak di tengah-tengah beban dan daya.Fulkrum terletak di tengah-tengah beban dan daya.
Jongkang-Jongkit
Jongkang-Jongkit Tukul Tukul Kuku Kuku Kambing Kambing SuduSudu
Gunting, Playar dan Pengumpil. Gunting, Playar dan Pengumpil. ii.
ii. Tuas Tuas Kelas Kelas KeduaKedua
>Beban terletak di antara fulkrum dengan daya. >Beban terletak di antara fulkrum dengan daya.
Kereta Sorong, Pembuka Botol, Pemotong Kertas Dan Pemecah Buah Keras. Kereta Sorong, Pembuka Botol, Pemotong Kertas Dan Pemecah Buah Keras. iii.
iii. Tuas Tuas Kelas Kelas KetigaKetiga
>Daya terletak di antara beban dengan fulkrum. >Daya terletak di antara beban dengan fulkrum.
Joran memancing, Pemegang Ais, Penyapu, Tangan Dan Kayu Pemukul besbol Joran memancing, Pemegang Ais, Penyapu, Tangan Dan Kayu Pemukul besbol 2.
2. Satah Satah CondongCondong
>Satah condong merupakan permukaan sendeng untuk memudahkan kerja >Satah condong merupakan permukaan sendeng untuk memudahkan kerja
terutamanya mengalihkan objek dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi. terutamanya mengalihkan objek dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi.
>Satah condong perlu ditetapkan pada suatu sudut tertentu, bukannya secara tegak, >Satah condong perlu ditetapkan pada suatu sudut tertentu, bukannya secara tegak, berlawanan dengan permukaan melintang.
berlawanan dengan permukaan melintang.
>Kelebihan
>Kelebihan satah condong, ia satah condong, ia hanya memerlukan daya yhanya memerlukan daya yang sedikit untuk menolakang sedikit untuk menolak objek
objek daripada mengangkatnya daripada mengangkatnya secara menegak secara menegak tetapi tetapi perlu melaperlu melalui jlui jarak yarak yang agakang agak jauh untuk menggerakkan beban.
Alat dan keadaan yang menggunakan prinsip satah condong. Alat dan keadaan yang menggunakan prinsip satah condong. 3. Baji
3. Baji
>Baji adalah satu atau dua satah condong pada hujung yang tajam digunakan untuk >Baji adalah satu atau dua satah condong pada hujung yang tajam digunakan untuk mengangkat,
mengangkat, memisahkan, memotong, memisahkan, memotong, menggerakkan, memegang, menggerakkan, memegang, memberhentikanmemberhentikan objek
objek atau atau membahagikan dua membahagikan dua objek dengan objek dengan mengenakan daya mengenakan daya ke ke atasnya.atasnya.
>Daya yang kecil, dikenakan pada bahagian yang lebih lebar pada baji dan menolak >Daya yang kecil, dikenakan pada bahagian yang lebih lebar pada baji dan menolak bahagian tajam ke
bahagian tajam ke dalam sesuatu, dalam sesuatu, akan menghasilkan daya yakan menghasilkan daya yang kuat untuk menolakang kuat untuk menolak bahagian tersebut mengarah ke luar.
bahagian tersebut mengarah ke luar.
>Semakin tajam hujung baji, lebih mudah untuk bergerak ke dalam dan memisahkan >Semakin tajam hujung baji, lebih mudah untuk bergerak ke dalam dan memisahkan objek.
objek. Untuk memisahkan Untuk memisahkan sesuatu dengan sesuatu dengan lebih lebar, lebih lebar, perlu menolak perlu menolak baji lebih baji lebih jauh kejauh ke dalam.
dalam.
Alat yang menggunakan prinsip baji. Alat yang menggunakan prinsip baji. 4. Skru
4. Skru
>Skru ialah satah condong disekeliling paku atau shaf untuk memegang bahan-bahan >Skru ialah satah condong disekeliling paku atau shaf untuk memegang bahan-bahan bersama-sama,
bersama-sama, menebuk lubang, menebuk lubang, memasang beberapa objek memasang beberapa objek dan mengenakan daydan mengenakan dayaa pada sesuatu objek.
>Skru bertindak sebagai mesin ringkas apabila daya dikenakan pada bahagian bulatan >Skru bertindak sebagai mesin ringkas apabila daya dikenakan pada bahagian bulatan yang lebih besar pada skru.
yang lebih besar pada skru. >Pergerakan hujung skru ke
>Pergerakan hujung skru ke dalam kayu merupakan rintadalam kayu merupakan rintangan daya. ngan daya. Setiap satuSetiap satu putaran lengkap pemutar skru
putaran lengkap pemutar skru menghasilkan menghasilkan satu pergerakan bebenang skru ke satu pergerakan bebenang skru ke dalamdalam kayu.
kayu. Jarak antara Jarak antara dua bebenang dua bebenang bersebelahan atau bersebelahan atau berdekatan berdekatan dipanggil sedipanggil sebagaibagai ‘pitch’.
‘pitch’.
Alat yang menggunakan konsep skru Alat yang menggunakan konsep skru 5.
5. Roda Roda dan dan gandar -gandar - roda yang berputar yang membantu menggerakkan danroda yang berputar yang membantu menggerakkan dan mengangkat objek atau barang dengan mudah dan cepat.
>Ia
>Ia terdiri daripada roda yterdiri daripada roda yang bersaiz besar dan berbentuk ang bersaiz besar dan berbentuk bulatan dan gandar bulatan dan gandar (sebatang rod) yang bercantum antara satu sama lain.
(sebatang rod) yang bercantum antara satu sama lain. >Roda sentiasa bergerak
>Roda sentiasa bergerak pada jarak yang lebipada jarak yang lebih jauh berbanding gandar. h jauh berbanding gandar. Daya yangDaya yang dikenakan pada roda akan
dikenakan pada roda akan digandakan apabila ia digandakan apabila ia dipindahkan pada gandar, dipindahkan pada gandar, melaluimelalui jarak yang lebih dekat berbanding roda.
jarak yang lebih dekat berbanding roda.
Alat yang menggunakan prinsip roda dan gandar Alat yang menggunakan prinsip roda dan gandar 6. Takal
6. Takal
> Takal ialah roda yang mempunyai alur dihujungnya untuk memegang tali dan kabel. > Takal ialah roda yang mempunyai alur dihujungnya untuk memegang tali dan kabel. Takal bekerja dengan dua
Takal bekerja dengan dua cara iaitu dengan cara iaitu dengan mengubah arah daya, mengubah arah daya, membuatkan iamembuatkan ia lebih mudah untuk mengangkat objek ke paras yang lebih tinggi atau mengubah jumlah lebih mudah untuk mengangkat objek ke paras yang lebih tinggi atau mengubah jumlah daya.
>Tiga
>Tiga jenis jenis sistem sistem takal takal iaituiaitu takal tetaptakal tetap,, takal bergeraktakal bergerakdandan takal bergabungtakal bergabung (kombinasi takal-takal tetap dan bergerak).
(kombinasi takal-takal tetap dan bergerak).
i. Takal tetap i. Takal tetap
>Gandar takal tetap pada satu tempat, roda tidak bergerak dan beban diikat pada satu >Gandar takal tetap pada satu tempat, roda tidak bergerak dan beban diikat pada satu hujung tali sementara daya dikenakan pada hujung tali yang satu lagi.
hujung tali sementara daya dikenakan pada hujung tali yang satu lagi.
>Takal tetap hanya mengubah arah daya untuk melakukan kerja ke atas beban. Ia tidak >Takal tetap hanya mengubah arah daya untuk melakukan kerja ke atas beban. Ia tidak meningkatkan saiz daya. Daya yang dikenakan adalah sama dengan berat beban yang meningkatkan saiz daya. Daya yang dikenakan adalah sama dengan berat beban yang ditarik ke atas.
ditarik ke atas.
>Apabila tali ditarik ke bawah, beban akan ditarik ke atas. Jarak pergerakan beban >Apabila tali ditarik ke bawah, beban akan ditarik ke atas. Jarak pergerakan beban adalah sama dengan jarak daya yang dikenakan.
adalah sama dengan jarak daya yang dikenakan.
Menaik
ii.
ii. Takal Takal bergerakbergerak
>Gandar takal bebas bergerak bersama-sama dengan beban pada arah yang sama. >Gandar takal bebas bergerak bersama-sama dengan beban pada arah yang sama. Hujung tali disambungkan pada satu titik tetap, manakala daya dikenakan pada hujung Hujung tali disambungkan pada satu titik tetap, manakala daya dikenakan pada hujung yang satu
yang satu lagi. lagi. Takal tidak Takal tidak mengubah arah daymengubah arah daya a untuk melakukan untuk melakukan kerja ke kerja ke atas beban.atas beban. >Daya
>Daya pada hujung pada hujung tali tali menggandakan daya menggandakan daya ke atas ke atas beban. Takal beban. Takal bergerakbergerak mengurangkan daya
mengurangkan daya berbanding berat berbanding berat beban. beban. Jarak pJarak pergerakan daya ergerakan daya yang yang dikenakandikenakan adalah lebih jauh berbanding beban.
adalah lebih jauh berbanding beban.
iii.
iii. Takal bergabung -Takal bergabung -kombinasi takal tetap dan takal bergerak dalam satu sistem takal.kombinasi takal tetap dan takal bergerak dalam satu sistem takal.
>Fungsinya
>Fungsinya memudahkan memudahkan kerja kerja kerana daykerana daya ya yang diperlukan ang diperlukan untuk untuk mengangkatmengangkat beban adalah kurang daripada separuh berat beban.
Kren menggunakan takal tetap dan takal bergerak untuk mengangkat beban yang Kren menggunakan takal tetap dan takal bergerak untuk mengangkat beban yang berat.
berat. 7. Gear 7. Gear
>Gear adalah pengubahsuaian roda
>Gear adalah pengubahsuaian roda dan gandar. dan gandar. Gear terdiri daripada Gear terdiri daripada roda yangroda yang mempunyai gigi atau bergerigi.
mempunyai gigi atau bergerigi.
>Gear memudahkan pergerakan, membantu mengubah arah pergerakan dan kelajuan. >Gear memudahkan pergerakan, membantu mengubah arah pergerakan dan kelajuan.
> Gear gabungan terdiri daripada ‘gear pemutar’ dan ‘gear pengikut’ berputar mengikut > Gear gabungan terdiri daripada ‘gear pemutar’ dan ‘gear pengikut’ berputar mengikut arah berlawanan.
arah berlawanan. Gear yang bersaiz besar Gear yang bersaiz besar berputar sekali, gear berputar sekali, gear yang bersaiz kecilyang bersaiz kecil berputar berkali-kali dengan lebih
berputar berkali-kali dengan lebih cepat cepat tetapi berputar dengan tetapi berputar dengan daya yang lebih daya yang lebih besar.besar.
> Jika ditambah gear ketiga, ini akan menyebabkan ‘gear pemutar’ dan ‘gear pengikut’ > Jika ditambah gear ketiga, ini akan menyebabkan ‘gear pemutar’ dan ‘gear pengikut’ berputar pada arah yang sama.
>Saiz dan
>Saiz dan bilangan gigi bilangan gigi gear menentukan gear menentukan jenis kerja jenis kerja yang boleh yang boleh dilakukan. dilakukan. Daya Daya padapada gear bersaiz
gear bersaiz besar besar mengakibatkan gear mengakibatkan gear bersaiz kecil bersaiz kecil berputar dengan berputar dengan lebih cepatlebih cepat tetapi dengan daya
tetapi dengan daya yang kecil. yang kecil. Daya pada gear yDaya pada gear yang bersaiz kecil akan ang bersaiz kecil akan memutarkanmemutarkan gear yang bersaiz lebih besar dengan lebih perlahan tetapi ia akan mempunyai daya gear yang bersaiz lebih besar dengan lebih perlahan tetapi ia akan mempunyai daya yang lebih besar.
yang lebih besar. Jarak antara gigi gear Jarak antara gigi gear dipanggil sebagai ‘pitch’.dipanggil sebagai ‘pitch’.
Basikal
Basikal Pemutar Pemutar Telur Telur Jam TanganJam Tangan
Mesin Majmuk Mesin Majmuk
>Dua atau lebih mesin ringkas yang berfungsi bersama membentuk mesin bergabung >Dua atau lebih mesin ringkas yang berfungsi bersama membentuk mesin bergabung atau mesin majmuk.
atau mesin majmuk.
Kelebihan melakukan kerja dengan bantuan mesin : Kelebihan melakukan kerja dengan bantuan mesin :
>Kehidupan harian menjadi lebih mudah dan memudahkan kita bergerak ke tempat lain >Kehidupan harian menjadi lebih mudah dan memudahkan kita bergerak ke tempat lain >Membantu
>Membantu melaksanakan melaksanakan dan dan menyelesaikan menyelesaikan masalah masalah kerja kerja dengan dengan lebih lebih senang,senang, cepat
cepat dan menjimatkan masa dan menjimatkan masa serta mengangkat objek serta mengangkat objek yang sangat berat.yang sangat berat. Contoh – contoh mesin majmuk
Contoh – contoh mesin majmuk 1.
2.
2. Kereta Kereta sorongsorong terdiri daripada mesin ringkas roda dan gandar, tuas dan satahterdiri daripada mesin ringkas roda dan gandar, tuas dan satah condong.
condong.
3.
3. GuntingGunting terdiri daripada mesin ringkas baji dan tuas.terdiri daripada mesin ringkas baji dan tuas.
4.
5.
5. Pengasah pensilPengasah pensil terdiri daripada mesin ringkas baji dan roda dan gandar.terdiri daripada mesin ringkas baji dan roda dan gandar.
6.
6. Joran pancingJoran pancing terdiri daripada mesin ringkas tuas dan roda dan gandar.terdiri daripada mesin ringkas tuas dan roda dan gandar.
7.
8.
8. Jam mekanikalJam mekanikal terdiri daripada mesin ringkas gear, skru dan roda dan gandar.terdiri daripada mesin ringkas gear, skru dan roda dan gandar.
9.
9. Penebuk lubang tanganPenebuk lubang tangan terdiri daripada mesin ringkas skru, baji dan roda danterdiri daripada mesin ringkas skru, baji dan roda dan gandar.
gandar.
6.3
6.3 Faedah Faedah Mekanikal Mekanikal Dan Dan KecekapanKecekapan
>Mesin ringkas unggul tidak mempunyai kehilangan disebabkan geseran atau >Mesin ringkas unggul tidak mempunyai kehilangan disebabkan geseran atau kekenyalan.
kekenyalan. Jadi kecekapannya Jadi kecekapannya adalah 100%. adalah 100%. Jika wJika wujud geseran ujud geseran atau katau kekenyalan diekenyalan di dalam sistem, kecekapan akan jadi
dalam sistem, kecekapan akan jadi lebih rendah. lebih rendah. Kerja input akan jadi leKerja input akan jadi lebih besar bih besar daripada kerja output.
daripada kerja output.
>Ada dua jenis faedah mekanikal iaitu
>Ada dua jenis faedah mekanikal iaitu Faedah_Mekanikal UnggulFaedah_Mekanikal Unggul (Ideal Mechanical(Ideal Mechanical Advantage) dan
>Dalam fizik, faedah mekanikal unggul adalah untuk mesin unggul. IMA mesin boleh >Dalam fizik, faedah mekanikal unggul adalah untuk mesin unggul. IMA mesin boleh dicari dengan formula berikut
dicari dengan formula berikut :-IMA = d
IMA = dee ÷ d÷ dr r dimanadimana
– d
– dee sama dengan jarak usaha (effort distance) dan dsama dengan jarak usaha (effort distance) dan dr r sama dengan jarak rintangansama dengan jarak rintangan (resistance distance).
(resistance distance). >Dalam fizik,
>Dalam fizik, faedah mekanikal sebenar adalah faedah mekanikal sebenar adalah untuk mesin sebenar. untuk mesin sebenar. AMA untukAMA untuk mesin boleh dicari dengan menggunakan formula berikut
mesin boleh dicari dengan menggunakan formula berikut :-AMA * = F
AMA * = Fr r ÷ F÷ Fee dimanadimana
-F
-Fr r sama dengan daya rintangan (resistance force) dan Fsama dengan daya rintangan (resistance force) dan Fee sama dengan daya usahasama dengan daya usaha (effort force) sebenar.
(effort force) sebenar.
>Faedah mekanikal adalah faktor dimana mesin menggandakan daya yang dikenakan. >Faedah mekanikal adalah faktor dimana mesin menggandakan daya yang dikenakan. Ia boleh dikira untuk mesin-mesin ringkas menggunakan formula berikut:
Ia boleh dikira untuk mesin-mesin ringkas menggunakan formula berikut: MA = (jarak dimana daya dikenakan) ÷ (
MA = (jarak dimana daya dikenakan) ÷ (jarak dimana beban digerakkan)jarak dimana beban digerakkan) MA = d
MA = dee / d/ dr r
6.4
6.4 Mesin Mesin Manusia Manusia BerjalanBerjalan
Sistem tuas di dalam badan kita mempunyai 4 bahagian asas iaitu tulang, sumber Sistem tuas di dalam badan kita mempunyai 4 bahagian asas iaitu tulang, sumber daya (pengecutan otot), fulkrum (sendi-sendi boleh gerak di antara tulang temulang) daya (pengecutan otot), fulkrum (sendi-sendi boleh gerak di antara tulang temulang) dan rintangan (berat badan a
dan rintangan (berat badan atau objek yang di angkat). Bila kita berjalan punggtau objek yang di angkat). Bila kita berjalan punggung kitaung kita bertindak sebagai fulkrum.
bertindak sebagai fulkrum. Pusat jisim Pusat jisim badan bergerak sebagai rintangan dibadan bergerak sebagai rintangan disekelilingsekeliling fulkrum.
fulkrum. Panjang jejari bulatPanjang jejari bulatan adalah panjang tan adalah panjang tuas yang dibentuk oleh uas yang dibentuk oleh tulang-tulangtulang-tulang kaki.
kaki. Untuk meningkatkan halaju Untuk meningkatkan halaju berjalan, punggung dihayun ke berjalan, punggung dihayun ke atas untukatas untuk meningkatkan jejari.
meningkatkan jejari.
Daya Dalam Bendalir Daya Dalam Bendalir
1. Menghubungkaitkan ketumpatan dengan keapungan suatu bahan 1. Menghubungkaitkan ketumpatan dengan keapungan suatu bahan
1.1
1.1 Konsep Konsep KetumpatanKetumpatan
-
Persamaan bagi ketumpatan adalah : Persamaan bagi ketumpatan adalah :
)) (( )) (( )) // tan( tan( 3 3 3 3 cm cm Isipadu Isipadu g g Jisim Jisim cm cm g g Ketumpa Ketumpa ==
- Unit SI bagi ketumpatan ialah kg/m
- Unit SI bagi ketumpatan ialah kg/m33 atau kgm-atau kgm-33..
- Ketumpatan sesuatu bahan bergantung kepada dua faktor iaitu : - Ketumpatan sesuatu bahan bergantung kepada dua faktor iaitu :
a, Jisim a, Jisim
Lebih besar jisim,semakin besar ketumpatan. Lebih besar jisim,semakin besar ketumpatan.
b, Isipadu b, Isipadu
Lebih besar isipadu,semakin kecil keumpatan. Lebih besar isipadu,semakin kecil keumpatan.
Jadual di bawah menunjukkan contoh pelbagai jenis bahan-bahan. Jadual di bawah menunjukkan contoh pelbagai jenis bahan-bahan.
K
Keeaaddaaaan n JJiirriimm CoConnttoohh Ketumpatan ( g/cmKetumpatan ( g/cm33))
pepejal pepejal p pllaattiinnuumm 2211..5500 e emmaass 1199..3300 p plluummbbuumm 1111..3300 tteemmbbaaggaa 88..9900 b beessii 77..9900 zziinnkk 77..1100 a
alluummiinniiuumm 22..7700 a aiiss 00..9922 g gaabbuuss 00..2244 cecair cecair m meerrkkuurrii 1133..6600 Air laut Air laut 0.030.03 Air tulin(pada 40 c) Air tulin(pada 40 c) 1.001.00 p peettrrooll 00..8800
a allkkoohhooll 00..7799 gas gas u uddaarraa 00..0000112299 h hiiddrrooggeenn 00..0000000099 -
- Pepejal yang mempunyai Pepejal yang mempunyai ketumpatan yang lebih ketumpatan yang lebih rendah daripada ketumpatanrendah daripada ketumpatan sesuatu cecair akan terapung pada permukaan cecair tersebut.
sesuatu cecair akan terapung pada permukaan cecair tersebut.
- Pepejal yang mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada ketumpatan - Pepejal yang mempunyai ketumpatan yang lebih tinggi daripada ketumpatan
sesuatu cecair akan tenggelam dalam cecair tersebut. sesuatu cecair akan tenggelam dalam cecair tersebut.
Contoh perbandingan ketumpatan antara dua pepejal Contoh perbandingan ketumpatan antara dua pepejal
Cara untuk membandingkan ketumpatan antara dua pepejal di atas ialah: Cara untuk membandingkan ketumpatan antara dua pepejal di atas ialah:
1.
1. Jika gabJika gabus terapuus terapung di atang di atas air,mas air,maka gabus aka gabus adalah kurdalah kurang tumpang tumpat daripat daripadaada air.
air.
2. Jika zink tenggelam di dalam air,maka zink adalah lebih tumpat daripada air. 2. Jika zink tenggelam di dalam air,maka zink adalah lebih tumpat daripada air.
Contoh perbandingan ketumpatan antara tiga jenis cecair Contoh perbandingan ketumpatan antara tiga jenis cecair
Cara untuk membandingkan ketumpatan antara dua cecair yang tidak bercampur Cara untuk membandingkan ketumpatan antara dua cecair yang tidak bercampur
1. Jika petrol terapung di atas air,maka petrol
1. Jika petrol terapung di atas air,maka petrol adalah kurang tumpat daripada air.adalah kurang tumpat daripada air. 2. Jika merkuri tenggelam di dalam air,maka mer
2. Jika merkuri tenggelam di dalam air,maka merkuri adalah lebih tumpat daripadakuri adalah lebih tumpat daripada air.
air.
1.2 Konsep Keapungan 1.2 Konsep Keapungan
-
- Keapungan(buoyancy) jirim pula adalah Keapungan(buoyancy) jirim pula adalah merujuk kepada sama merujuk kepada sama ada jirim itada jirim ituu terapung atau tenggelam dalam jirim yang lain.Keapungan sesuatu jasad terapung atau tenggelam dalam jirim yang lain.Keapungan sesuatu jasad adalah bergantung kepada ketumpatannya.
adalah bergantung kepada ketumpatannya.
-
- Prinsip keapungan menyPrinsip keapungan menyatakan bahawa berat atakan bahawa berat sesuatu jasad sesuatu jasad yang terapungyang terapung di permukaan cecair adalah sama nilai dengan berat cecair yang tersesar oleh di permukaan cecair adalah sama nilai dengan berat cecair yang tersesar oleh jasad itu.
jasad itu.
B
1.3 Prinsip keapungan dalam cecair adalah : 1.3 Prinsip keapungan dalam cecair adalah :
a)
a) sasatu tu jajasasad d akakan an titimbmbul ul atatau au nanaik ik apaapabibila la daydaya a tutujah jah ke ke atatas as memelelebihbihi i beberaratt jasad .
jasad .
b) suatu jasad akan tenggelam atau turun
b) suatu jasad akan tenggelam atau turun ke bawah apabila berat jasad melebihike bawah apabila berat jasad melebihi daya tujah ke atas.
daya tujah ke atas.
c) suatu jasad akan terapung atau pegun dalam cecair apabila daya tujah ke atas c) suatu jasad akan terapung atau pegun dalam cecair apabila daya tujah ke atas
sama dengan berat jasad. sama dengan berat jasad.
2.
2. Menyatakan prinsip-prinsip Menyatakan prinsip-prinsip Pascal dan Pascal dan aplikasinyaaplikasinya
2.1 Prinsip Pascal 2.1 Prinsip Pascal
Prinsip Pascal menyatakan bahawa tekanan yang dikenakan ke atas suatu Prinsip Pascal menyatakan bahawa tekanan yang dikenakan ke atas suatu bendalir boleh dipindahkan ke seluruh cecair itu secara seragam dengan magnitud bendalir boleh dipindahkan ke seluruh cecair itu secara seragam dengan magnitud yang sama ke semua arah dalam bendalir itu.
yang sama ke semua arah dalam bendalir itu.
2.2
2.2 Hukum Pascal pada tekanan satu titikHukum Pascal pada tekanan satu titik
Pascal menyatakan bahawa magnitud tekanan pada suatu titik di dalam Pascal menyatakan bahawa magnitud tekanan pada suatu titik di dalam bendal
bendalir statik adair statik adalah sama dari semulah sama dari semua arah.Harua arah.Harus diingat bas diingat bahawa tekanahawa tekanan n adalahadalah berbentuk skala,iaitu ia mempunyai magnitud sahaja.
berbentuk skala,iaitu ia mempunyai magnitud sahaja.
2.3 Aplikasi Prinsip Pascal 2.3 Aplikasi Prinsip Pascal
a.
a. Brek Brek HidraulikHidraulik
Sistem brek kereta menggunakan brek hidraulik.Dalam brek hidraulik,tekanan Sistem brek kereta menggunakan brek hidraulik.Dalam brek hidraulik,tekanan
dipindah melalui cdecair dari pedal brek ke roda-roda kereta apabila pedal brek dipindah melalui cdecair dari pedal brek ke roda-roda kereta apabila pedal brek ditekan.
ditekan.
Terdapat dua jenis brek dalam kereta iaitu: Terdapat dua jenis brek dalam kereta iaitu:
1. brek piring yang dugunakan pada roda hadapan,dan 1. brek piring yang dugunakan pada roda hadapan,dan
2. brek dram yang digunakan pada roda belakang. 2. brek dram yang digunakan pada roda belakang.
Apabila pedal dipijak oleh kaki,omboh dalam silinder induk mengenakan satu daya ke Apabila pedal dipijak oleh kaki,omboh dalam silinder induk mengenakan satu daya ke atas minyak brek.Tekanan yang terhasil daripada silinder induk dipindahkan dengan atas minyak brek.Tekanan yang terhasil daripada silinder induk dipindahkan dengan kekuatan yang sama melalui saluran paip kepada silinder roda.Silinder-silinder roda kekuatan yang sama melalui saluran paip kepada silinder roda.Silinder-silinder roda berkembang dan menyebabkan omboh-ombohnya menolak gesel brek pada
berkembang dan menyebabkan omboh-ombohnya menolak gesel brek pada
gelendung-gelendung brek pada roda.Geseran yang terhasil antara gesel brek dengan gelendung-gelendung brek pada roda.Geseran yang terhasil antara gesel brek dengan gelendung brek pada rod menyebabkan kereta itu berhenti.
gelendung brek pada rod menyebabkan kereta itu berhenti.
b. Jek Hidraulik b. Jek Hidraulik
Apabila pemegang ditarik,omboh kecil akan ditolak ke dalam.Tekanan cecair itu Apabila pemegang ditarik,omboh kecil akan ditolak ke dalam.Tekanan cecair itu
menutup injap Q dan membuka injap P.Satu daya yang dihasilkan oleh tekanan cecair menutup injap Q dan membuka injap P.Satu daya yang dihasilkan oleh tekanan cecair itu akan menolak omboh besar itu naik sedikit.Apabila pemegang dilepaskan,omboh itu akan menolak omboh besar itu naik sedikit.Apabila pemegang dilepaskan,omboh
kecil akan ditarik keluar dan menghasilkan kawasan vakum di ruang omboh kecil kecil akan ditarik keluar dan menghasilkan kawasan vakum di ruang omboh kecil itu.Berat omboh besar akan menutup injap P.
itu.Berat omboh besar akan menutup injap P.
3.
3. Menyatakan prinsip-prinsip Menyatakan prinsip-prinsip Archimedes dan Archimedes dan aplikasinyaaplikasinya
3.1 Prinsip Archimedes dan daya tujah ke atas 3.1 Prinsip Archimedes dan daya tujah ke atas
-- OleOleh kerah kerana tekna tekanaanan cecan cecair berir bertamtambah debah dengan kngan kedaedalamlaman cecan cecair,air,maka smaka satuatu objek yang direndam separuh atau sepenuhnya dalam satu bendalir akan objek yang direndam separuh atau sepenuhnya dalam satu bendalir akan mengalami daya tujahan yang lebih tinggi di bahagian bawahnya dan daya mengalami daya tujahan yang lebih tinggi di bahagian bawahnya dan daya yang lebih kecil di sebelah pinsip Archimedes menyatakan bahawa jasad yang yang lebih kecil di sebelah pinsip Archimedes menyatakan bahawa jasad yang direndam separuh atau sepenuhnya dalam bendalir akan mengalami satu daya direndam separuh atau sepenuhnya dalam bendalir akan mengalami satu daya tujah ke atas yang sama dengan magnitudnya dengan berat cecair yang
tujah ke atas yang sama dengan magnitudnya dengan berat cecair yang disesarkan oleh jasad tersebut bawahnya perbezaan daya adalah daya bersih disesarkan oleh jasad tersebut bawahnya perbezaan daya adalah daya bersih
iaitu daya tujah ke atas. iaitu daya tujah ke atas.
3.2
3.2 Faktor yang mempengaruhi Faktor yang mempengaruhi daya tujah daya tujah ke atas ke atas :: Ø Isipadu
Ø Isipadu jasad- jasad
jasad yang yang lebih lebih besar besar saiznya saiznya akan akan ditindakkan ditindakkan oleh oleh daya daya tujah tujah yangyang lebih besar.
lebih besar. Ø Ketumpatan Ø Ketumpatan
cecair-Cec
Cecair air yayang ng lelebih bih tutumpmpat at akakan an memengnghahasisilklkan an daydaya a tutujah jah yayang ng lelebibihh besar.
besar.
Ø Kekuatan medan Ø Kekuatan medan
graviti-Medan
Medan graviti graviti yang yang lebih lebih kuat kuat akan akan menghasilkan menghasilkan daya daya tujah tujah yang yang lebihlebih besar
3.4
3.4 Aplikasi Aplikasi prinsip-prinsip prinsip-prinsip ArchimedesArchimedes
a. Hidrometer a. Hidrometer
Hidrometer ialah satu peranti yang digunakan untuk mengukur ketumpatan Hidrometer ialah satu peranti yang digunakan untuk mengukur ketumpatan cecair.
cecair.
-
- TerdTerdiri diri dariaripada spada satu beatu bebuli ybuli yang menang mengangandundungi butgi butir-bir-butiutir plur plumbum ymbum yangang berfungsi untuk menetapkannya dalam keadaan terapung dalam cecair. berfungsi untuk menetapkannya dalam keadaan terapung dalam cecair.
-
- ApaApabilbila dila diletaetakkakkan dalan dalam temm tempat ypat yang leang lebih tbih tumpumpat,at,hidhidromerometer akter akan teran ter--apung dengan lebih tinggi kerana daya tujah yang bertindak ke atasnya apung dengan lebih tinggi kerana daya tujah yang bertindak ke atasnya adalah lebih besar.Dalam cecair yang lebih tumpat,hidrometer
adalah lebih besar.Dalam cecair yang lebih tumpat,hidrometer akan tenggelamakan tenggelam dengan lebih dalam kerana daya tujah ke atas adalah lebih kecil.Berdasarkan dengan lebih dalam kerana daya tujah ke atas adalah lebih kecil.Berdasarkan prinsip keapungan ini,skala hidrometer boleh ditentukan.
prinsip keapungan ini,skala hidrometer boleh ditentukan.
b.
-
- Kapal Kapal selam selam mempunyai mempunyai sebuah sebuah tangki tangki pengimbang pengimbang yang yang besar besar dan dan bolehboleh digunakan untuk mengawal kedudukan serta kedalaman kapal dari
digunakan untuk mengawal kedudukan serta kedalaman kapal dari permukaan air.
permukaan air.
-
- Kapal Kapal ini ini menyelam menyelam ke ke dalam dalam laut laut dengan dengan memasukkan memasukkan air air ke ke dalamdalam tangki pengimbang supaya beratnya melebihi daya tujah ke atas.Untuk tangki pengimbang supaya beratnya melebihi daya tujah ke atas.Untuk timbul,udara termampat digunakan untuk memaksa air untuk keluar timbul,udara termampat digunakan untuk memaksa air untuk keluar daripada tangki pengimbang supaya daya tujah ke atasnya melebihi daripada tangki pengimbang supaya daya tujah ke atasnya melebihi beratnya.
beratnya.
4.
4. Menyatakan prinsip-prinsip Menyatakan prinsip-prinsip Bernoulli dan Bernoulli dan aplikasinya.aplikasinya.
4.1
4.1 Prinsip-prinsip Prinsip-prinsip BernoulliBernoulli -
- Prinsip ini Prinsip ini diasaskan oleh Daniel diasaskan oleh Daniel Bernoulli.Prinsip ini mBernoulli.Prinsip ini menyatakan bahawaenyatakan bahawa dalam suatu sistem
dalam suatu sistem pengaliran yang mantap,tekanan pengaliran yang mantap,tekanan bendalir menjadi rendah bendalir menjadi rendah apabilaapabila laju pengaliran bendalir
laju pengaliran bendalir bertambah dan begitu bertambah dan begitu jugalah sebaliknya.Udara jugalah sebaliknya.Udara adalah satuadalah satu contoh bendalir yang mematuhi prinsip Bernoulli.
contoh bendalir yang mematuhi prinsip Bernoulli. -
- Jika udara Jika udara ditiup di ditiup di permukaan kertas,maka permukaan kertas,maka aliran udara aliran udara yang lajuyang laju
menghasilkan satu kawasan bertekanan rendah di bahagian atas kertas.Udara di menghasilkan satu kawasan bertekanan rendah di bahagian atas kertas.Udara di bahagian bawah permukaan kertas
bahagian bawah permukaan kertas tidak bergerak dan mempunytidak bergerak dan mempunyai tekanan ai tekanan yang lebihyang lebih tinggi.Ini menghasilkan satu daya angkat yang menolak kertas itu ke atas.
4.2
4.2 Aplikasi Aplikasi prinsip-prinsip prinsip-prinsip BernoulliBernoulli
a. Aerofoil a. Aerofoil
Penerbangan kapal terbang adalah bergantung kepada bentuk aerofoil yang Penerbangan kapal terbang adalah bergantung kepada bentuk aerofoil yang terdapat pada bahagian sayap dan ekor kapal terbang.Apabila sayap berbentuk terdapat pada bahagian sayap dan ekor kapal terbang.Apabila sayap berbentuk aerofoil bergerak dalam udara,pengaliran udara adalah lebih laju dibandingkan aerofoil bergerak dalam udara,pengaliran udara adalah lebih laju dibandingkan atasnya dan akan menghasilkan satu kawasan yang bertekanan atasnya dan akan menghasilkan satu kawasan yang bertekanan rendah.Peng-aliran udara yang lebih perlahan di bahagian bawah akan menghasilkan satu aliran udara yang lebih perlahan di bahagian bawah akan menghasilkan satu kawasan yang bertekanan tinggi.Perbezaan tekanan di bahagian atas dan bawah kawasan yang bertekanan tinggi.Perbezaan tekanan di bahagian atas dan bawah menghasilkan satu daya angkat yang membolehkan kapal terbang terangkat dan menghasilkan satu daya angkat yang membolehkan kapal terbang terangkat dan terbang di udara.
terbang di udara.
b. Penunu Bunsen b. Penunu Bunsen
-
- ApabilApabila penuna penunu bunseu bunsen disamn disambungkan bungkan kepada skepada satu bekatu bekalan gaalan gas, alis, aliran gas ran gas yangyang laj
laju u ke ke daldalam am penupenunu nu bunbunsen sen akaakan n menmenghasghasilkilkan an satsatu u kawkawasan asan yanyang g bertbertekanekananan rendah.
rendah. -
- Tekanan Tekanan atmosfera atmosfera yang yang lebih lebih tinggi tinggi di di bahagian bahagian luar luar penunu penunu bunsen bunsen menyebabkanmenyebabkan udara disedut masuk serta bercampur dengan gas.
udara disedut masuk serta bercampur dengan gas. -
- Campuran Campuran ini ini memungkinkan memungkinkan pembakaran pembakaran yang yang lengkap lengkap dan dan menghasilkan menghasilkan nyalaannyalaan yang bersih,panas dan kurang berkilau serta tidak berjelaga.
yang bersih,panas dan kurang berkilau serta tidak berjelaga.
c.Karburator c.Karburator
-
- Karburator adalah satu bahagian Karburator adalah satu bahagian enjin di menjin di mana udara dicampur dengan ana udara dicampur dengan petrolpetrol pada kadar yang betul supaya pembakaran dalam enjin berlaku.
pada kadar yang betul supaya pembakaran dalam enjin berlaku.
-
- Udara yang Udara yang mengalir melalui mengalir melalui pengawal udara,iaitu pengawal udara,iaitu pemcekik,dipaksa mengalir pemcekik,dipaksa mengalir melalui satu bahagian yang sempit.
Udara yang bergerak dengan laju melalui kecerutan menghasilkan satu tekanan Udara yang bergerak dengan laju melalui kecerutan menghasilkan satu tekanan rendah pada kawasan kecerutan itu.Perbezaan tekanan menyebabkan tekanan rendah pada kawasan kecerutan itu.Perbezaan tekanan menyebabkan tekanan atmosfera dalam ruang petrol menolak petrol keluar melalui jet itu.Petrol akan atmosfera dalam ruang petrol menolak petrol keluar melalui jet itu.Petrol akan bercampur dengan udara sebelum dimasukkan ke dalam silinder enjin untuk bercampur dengan udara sebelum dimasukkan ke dalam silinder enjin untuk pembakaran.
pembakaran.
Menurut prinsip Beenoulli,kelajuan udara yang lebih tinggi di sini menghasilkan satu Menurut prinsip Beenoulli,kelajuan udara yang lebih tinggi di sini menghasilkan satu kawasan bertekanan rendah.Maka petrol yang berada pada tekanan atmosfera kawasan bertekanan rendah.Maka petrol yang berada pada tekanan atmosfera akan disembur keluar melalui jet dan bercampur dengan udara.
