Softcopy of Fizik-T4standard

Tingkat 1, No. 35, Jalan 5/10B, Spring Crest Industrial Park 68100 Batu Caves, Selangor, Malaysia.

4ELs&AX

WWWNILAMPUBLICATIONCOMsNILAMPUBLICATION YAHOOCOM

Tajuk-tajuk dalam siri ini:

Matapelajaran Tingkatan _{1 2 3 4 5 SPM}

M

O

D

U

L

Berminat untuk Menjadi Penulis?...

Sila Hubungi:

03-6178 0132

nilampublication@yahoo.com Chemistry Kimia Fizik Biologi Matematik Matematik Tambahan Bahasa Malaysia English Sains Sejarah Geografi

Edisi Guru

Edisi Guru

WM RM10.95 EM RM10.95 NM4244

4

Dwibahasa

4

TINGKATAN

Dwibahasa

l

Modul P&P yang berkesan memudahkan dan mempercepatkan

pengajaran guru.

l

Menggunakan kaedah pengurusan grafik yang memudahkan pelajar

memahami dan mengingati konsep-konsep fizik dalam Ingatan Jangka

Panjang.

l

Modul yang efisien mengandungi nota, latihan dan eksperimen yang

ringkas, lengkap dan padat menyerupai format SPM.

l

Mengikut Sukatan Pelajaran Tingkatan 4 yang terkini.

TIN

G

KA

TA

N 4

DWIBAHASA

F

IZ

IK

Langkah Penghitungan Dalam Fizik

• Sebagai ahli Fizik, penggunaan unit amat penting. Unit memberikan makna kepada nombor

dalam setiap penghitungan dalam Fizik.

• Nilai nombor menjadi berbeza apabila unit yang berlainan digunakan,

(misalnya, 9.2 m dan 9.2 mm mewakili panjang yang berbeza).

• Unit merupakan sebahagian penting dalam 'bahasa Fizik' yang kita sering gunakan. Unit

mesti disebut dengan jelas apabila kuantiti fizik dikemukakan. Unit dapat 'menceritakan

kisah Fizik'.

• Unit menggambarkan konsep fizik dengan lebih jelas.

Unit merupakan blok-blok

pembinaan dalam Fizik.

•

Penggunaan unit dalam pengiraan membolehkan murid mengelakkan kesilapan

secara automatis.

•

Dengan menggunakan unit secara teliti dan lengkap dalam pengiraan, seseorang

murid akan mencapai kejayaan dalam peperiksaan Fizik dan juga membina batu

asas dalam pendidikan Fizik.

Walau bagaimanapun, cikgu-cikgu yang mengajar berhak untuk memilih sama ada untuk

menggunakan unit dalam pengiraan setiap langkah atau mengikuti format peperiksaan SPM di

mana murid hanya perlu meletakkan unit yang betul pada akhir jawapan sahaja.

Nilam Publication Sdn. Bhd.

(919810-T) Tingkat 1, No. 35, Jalan 5/10B, Spring Crest Industrial Park 68100 Batu Caves, Selangor, Malaysia.

Tel: 03 - 6178 0132 • Fax: 03 - 6185 2402

www.nilampublication.com • nilampublication@yahoo.com Hak Cipta terpelihara. Tidak dibenarkan mengeluarkan mana-mana bahagian dalam buku ini dalam apa juga bentuk atau cara, sama ada secara elektronik atau mekanikal tanpa kebenaran bertulis daripada pihak Nilam Publication Sdn. Bhd.

© Nilam Publication Sdn. Bhd. (919810-T), 2014 Dicetak oleh Pramaju Sdn. Bhd.

No. 35, Jalan 5/10B

Spring Crest Industrial Park

Edisi Guru

Dengan Ingatan Tulus Ikhlas

daripada

Nilam Publication Sdn. Bhd.

Muatturun softcopy dari

www.nilampublication.com

atau email kepada

UNIT

1

UNIT

2

UNIT

3

UNIT

4

UNIT

5

Pengenalan kepada Fizik

Introduction to Physics

1

Daya dan Gerakan

Forces and Motion

19

Daya dan Tekanan

Forces and Pressure

112

Haba

Heat

136

Cahaya

Light

159

KANDUNGAN

CONTENTS

1

U N I T UNIT

PENGENALAN KEPADA FIZIK

INTRODUCTION TO PHYSICS

1

1.1 KUANTITI ASAS DAN KUANTITI TERBITAN

BASE QUANTITIES AND DERIVED QUANTITIES

• Menerangkan kuantiti asas dan kuantiti terbitan

Explain what base quantities and derived quantities are

• Menyenaraikan kuantiti asas dan unitnya

List base quantities and their units

• Menyenaraikan kuantiti terbitan dan unitnya

List some derived quantities and their units

• Mengungkapkan kuantiti terbitan dan unitnya dalam bentuk kuantiti asas dan unit asas

Express derived quantities as well as their units in terms of base quantities and base units

1.2 IMBUHAN DAN NOTASI SAINTIFIK (BENTUK PIAWAI)

PREFIX AND SCIENTIFIC NOTATION (STANDARD FORM)

• Mengungkapkan kuantiti dengan menggunakan imbuhan dan notasi saintifik

Express quantities using prefixes and scientific notation

• Menyelesaikan masalah yang melibatkan pertukaran unit

Solve problems involving conversion of units

1.3 KUANTITI SKALAR DAN KUANTITI VEKTOR

SCALAR AND VECTOR QUANTITIES

• Menyatakan takrif kuantiti skalar dan kuantiti vektor

State the definitions of scalar quantity and vector quantity

• Memberikan contoh kuantiti skalar dan kuantiti vektor

Give examples of scalar quantity and vector quantity

1.4 MEASUREMENTS

PENGUKURAN

• Memilih peralatan yang sesuai untuk mengukur kuantiti fizik

Choose appropriate instruments to measure physical quantities

• Menerangkan kepersisan, kejituan dan kepekaan

Explain consistency, accuracy and sensitivity

• Menerangkan jenis-jenis ralat dalam eksperimen

Explain types of experimental errors

• Menggunakan teknik yang sesuai untuk mengurangkan ralat dalam eksperimen

1

U N I T

1 Kuantiti fizik ialah kuantiti yang boleh diukur. A physical quantity is a quantity that can be measured.

2 Kuantiti asas: ialah kuantiti fizik yang tidak boleh ditakrifkan dalam istilah kuantiti asas yang lain. A base quantity: is a physical quantity which cannot be defined in terms of other base quantities.

3 Terdapat lima kuantiti asas dalam Unit Sistem Antarabangsa (unit S.I.). There are 5 base quantities in the International System of units (S.I. units).

Kuantiti asas

Base quantity Simbol untuk kuantiti asasSymbol for base quantity Unit S.I. S.I. Unit Simbol untuk Unit S.I.Symbol for S.I. Unit

Panjang Length l meter metre m Mass Jisim m kilogram kg Masa Time t saat second s Arus elektrik

Electric current I ampere A

Suhu

Temperature T Kelvin K

4 Kuantiti terbitan: ialah kuantiti yang diterbitkan daripada kuantiti asas melalui pendaraban atau pembahagian atau kedua-duanya.

A derived quantity: is a physical quantity which is derived from base quantities through multiplication or

division or both. Kuantiti fizik Physical quantity Kuantiti asas Base _quantity Kuantiti terbitan Derived _quantity

1

U N I T 5 Tentukan unit terbitan untuk kuantiti terbitan yang berikut.

Determine the derived unit for the following derived quantities. Kuantiti terbitan

Derived quantity

Hubungan dengan kuantiti asas

Relationship with base quantity

Kuantiti terbitan dari unit asas

Derived unit from base units

Luas

Area Luas = panjang × panjang Area = length × length m × m = m2

Isi padu Volume

Isi padu = panjang × panjang ×

panjang

Volume = length × length ×

length m × m × m = m3

Ketumpatan Density

Ketumpatan

= jisim

panjang × panjang × panjang

Density

= mass

length × length × length

kg m3 = kg m-3 Halaju Velocity Halaju = sesaran masa Velocity = displacement time m s = m s–1 Pecutan Acceleration Pecutan = perubahan halaju masa Acceleration

= change in velocity_time m s

–1

s = m s–2

Berat

Weight Berat = jisim × pecutan graviti

Weight = mass × gravitational

acceleration kg m s-2

Momentum

Momentum Momentum = jisim × halaju Momentum = mass × velocity

kg m s-1

Tekanan

Pressure Tekanan = dayaluas Pressure =

force area

kg m–1 _s–2 _{; N m}–2 _; pascal (Pa)

Daya

1

U N I T Kuantiti terbitan Derived quantity

Hubungan dengan kuantiti asas

Relationship with base quantity

Kuantiti terbitan dari unit asas

Derived unit from base units

Kerja

Work Kerja = daya × sesaran Work = force × displacement kg m2 s-2 ; joule (J)

Kuasa Power Kuasa = kerja masa Power = work time kg m2 s-3 ; watt (W) Tenaga kinetik Kinetic energy Tenaga kinetik = 1₂ × jisim × (halaju)2 Kinetic energy = 1 2 × mass × (velocity) 2 kg m2 s–2 ; joule (J) Tenaga keupayaan graviti Gravitational potential energy

Tenaga keupayaan graviti = jisim × pecutan graviti × tinggi

Gravitational potential energy = mass × gravitational

acceleration × height

kg m2 _s–2 _{; joule (J)}

Cas

Charge Cas = arus × masa Charge = current × time A s ; coulomb (C)

Voltan

Voltage Voltan= kerja_cas Voltage =

work

charge J C–1 ; volt (V)

Rintangan

Resistance Rintangan= voltanarus Resistance = voltage

1

U N I T

1 Untuk menukar dari imbuhan kepada nombor biasa, darabkan dengan nilai imbuhan itu. To convert from prefixes to normal number, multiply with the value of the prefixes.

(a) 4 Gm = m Giga (G) = 109 Jadi/Therefore, 4 Gm = 4 × 109 _m = 4 000 000 000 m (b) 260 mg = g mili / milli (m) = 10-3 Jadi/Therefore, 260 mg = 260 × 10-3 _g = 0.26 g

2 Untuk menukar dari nombor biasa kepada imbuhan, bahagikan dengan nilai imbuhan itu. To convert from normal numbers to prefixes, divide by the values of the prefixes.

(a) 325 s = Ms Mega (M) = 106 Jadi/Therefore, 325 s = 325 ÷ 106 _Ms = 0.000325 Ms (b) 12 800 000 m = km kilo (k) = 103 Jadi/Therefore, 12 800 000 m = 12 800 000 ÷ 103 _km = 12 800 km

3 Untuk menukar dari satu imbuhan kepada satu imbuhan yang lain, tukarkan kepada unit yang asal, kemudian baru tukar kepada imbuhan yang diminta.

To change from one prefix to another prefix, change the prefix to the original unit, then only change it to the requested prefix. (a) 3 060 kg = Tg 3 060 kg = 3 060 × 103 _g = 3 060 000 g = 3 060 000 ÷ 1012 _Tg 0.000 003 06 (b) 2 430 µm = cm 2 430 µm = 2 430 × 10-6 _m = 0.002 43 m = 0.002 43 ÷ 10-2 _cm = 0.243 cm Contoh/Examples

1 Beberapa kuantiti fizikal mempunyai nilai yang sangat kecil atau sangat besar. Some physical quantities have very small or very large values.

2 Untuk mengendalikan nombor tersebut dengan mudah, imbuhan dan notasi saintifik diwujudkan. To handle such numbers more easily, prefixes and scientific notations have been developed.

3 Imbuhan dikaitkan dengan unit S.I. untuk mengungkapkan beberapa nilai yang tertentu. Prefixes are attached to S.I. units to express these values.

4 Jadual imbuhan/Table of prefixes:

1.2 IMBUHAN DAN BENTUK PIAWAI_{PREFIXES AND STANDARD FORM}

Imbuhan Prefixes Simbol Symbol Nilai Value tera T 1012 giga G 109 mega M 106 kilo k 103 desi/deci d 10-1 Imbuhan Prefixes Simbol Symbol Nilai Value senti/centi c 10-2 mili/milli m 10-3 mikro/micro µ 10-6 nano n 10-9 piko/pico p 10-12

1

U N I T

5 Bentuk piawai boleh diungkapkan dalam A × 10n _{di mana 1  A  10 dan n ialah integer.} Standard form can be expressed in the form A × 10n _{where 1  A  10 and n is an integer.} Tuliskan kuantiti fizik yang berikut dalam bentuk piawai.

Write the following physical quantities in standard form.

Kuantiti fizik/Physical quantities Bentuk piawai/Standard form Ketumpatan aluminium = 2 700 kg m-3

Density of aluminum = 2 700 kg m-3 2.7 × 103 kg m–3 Jarak planet Merkuri dari Matahari = 57 850 000 km

Distance of Mercury planet from the Sun = 57 850 000 km 5.785 × 107 km Kelajuan cahaya = 380 000 000 m s-1

Speed of light = 380 000 000 m s-1 3.8 × 108 m s–1 Unit jisim atom = 0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 66 kg

Atomic mass units = 0.000 000 000 000 000 000 000 000 001 66 kg 1.6 × 10–27 kg Cas satu elektron = 0.000 000 000 000 000 000 16 C

Charge of an electron = 0.000 000 000 000 000 000 16 C 1.6 × 10–19 C 6 Kuantiti fizik yang ditulis dalam suatu unit boleh ditulis dalam unit yang lain.

A physical quantity that is written in a certain unit can be rewritten in another unit.

1 Beberapa kuantiti fizik digunakan untuk menggambarkan pergerakan sesebuah objek. Some physical quantities are used to describe the motion of objects.

2 Kuantiti-kuantiti ini dapat dibahagikan kepada dua kategori: These quantities can be divided into two categories:

Kuantiti vektor Vector _quantity Kuantiti skalar Scalar _quantity Kuantiti fizik Physical quantity 1.3 KUANTITI SKALAR DAN KUANTITI VEKTOR_{SCALAR QUANTITIES AND VECTOR QUANTITIES}

(a) 1 m2 ₌ 1 × 104 _cm2 (b) 5 m3 ₌ 5 × 106 _cm3 (c) 1 000 cm3 ₌ 1 × 10–3 _m3

(d) Kelajuan sebuah kereta/Speed of a car = 120 km j–1 ₌ 33.33 _{m s}–1 (e) Ketumpatan ais/Density of ice

= 0.9 g cm–3 ₌ 900 _{kg m}–3 (a) 1 cm2 _{= m}2 1 cm 1 cm 1 cm2 _{= 1 cm × 1 cm} = (1 × 10–2_{)m × (1 × 10}–2_)m = 1 × 10–4 _m2 (b) 80 km j–1 _{= m s}–1 80 km j–1 ₌ 80 km 1 j = 80 × 103 m 3 600 s = 22.22 m s–1 1 j = 3 600 s Contoh/Examples

1

U N I T

1 Contoh-contoh bagi kuantiti skalar adalah/Examples of scalar quantities are: Suhu, masa, laju, jarak, jisim/Temperature, time, speed, distance, mass.

2 Contoh-contoh bagi kuantiti vektor adalah/Examples of vector quantities are:

Pertimbangkan kuantiti-kuantiti yang disenaraikan di bawah. Kategorikan setiap kuantiti sama ada kuantiti vektor atau kuantiti skalar.

Consider the following quantities listed below. Categorise each quantity as being either a vector quantity or a scalar quantity.

Kuantiti/Quantity Kategori/Category

5 m Kuantiti skalar (tiada arah disertakan pada jarak) _{Scalar quantity (there is no direction listed for the distance)} 30 cm s–1_{, Timur/East} Kuantiti vektor (terdapat arah disertakan pada kelajuan)

Vector quantity (there is direction listed for the speed) 5 km, Utara/North Kuantiti vektor (terdapat arah disertakan pada jarak)_{Vector quantity (there is direction listed for the distance)} 20 °C Kuantiti skalar (arah tidak dikaitkan)_{Scalar quantity (there is no direction involved)}

256 bytes Kuantiti skalar (arah tidak terlibat)_{Scalar quantity (there is no direction involved )} 4 000 kalori/calories Kuantiti skalar (arah tidak terlibat)_{Scalar quantity (there is no direction involved)}

Contoh/Examples

3 Dua kategori ini boleh dibezakan antara satu sama yang lain melalui definisi yang jelas: These two categories can be distinguished from one another by their distinct definitions:

i. Kuantiti skalar/Scalar quantity

• Seorang budak perempuan berjalan sejauh 4 meter./A girl walks 4 meters. • Magnitud: 4 meter Arah: Tiada arah

Magnitude: 4 metres Direction: No direction ii. Kuantiti vektor/Vector quantity

• Seorang budak perempuan berjalan sejauh 4 meter ke Timur. A girl walks 4 meters East.

• Magnitud: 4 meter Arah: Timur Magnitude: 4 metres Direction: East

4 Kuantiti skalar merupakan kuantiti fizik yang mempunyai magnitud sahaja. A scalar quantity is a physical quantity which has magnitude only.

Kuantiti vektor merupakan kuantiti fizik yang mempunyai kedua-dua magnitud dan

arah _.

1

U N I T

1 Pengukuran adalah proses untuk menentukan nilai sesuatu kuantiti fizik dengan menggunakan alat saintifik. Measurement is the process of determining the value of a physical quantity using scientific instruments.

2 Meter (m), kilogram (kg) dan saat (s) adalah tiga unit asas untuk mengukur panjang , jisim dan masa masing-masing.

The metre (m), the kilogram (kg) and .the second (s) are three basic units for measuring length ,

mass _and time _{respectively.}

Mengukur panjang / Measuring length

1 Panjang sesuatu objek boleh diukur dengan menggunakan pembaris meter, angkup vernier atau tolok skru mikrometer.

The length of an object can be measured by using a metre rule, vernier callipers or micrometer screw gauge.

2 Kesesuaian alat ini bergantung kepada panjang yang diukur dan ketepatan yang diperlukan. The suitability of the instrument depends on the length to be measured and the accuracy required. 1.4 PENGUKURAN_MEASUREMENT

Alat pengukur

Measuring instrument

Senggatan terkecil

Smallest scale division

Pembaris meter / Meter rule 0.1 cm

Angkup vernier / Vernier callipers 0.01 cm

Tolok skru mikrometer / Micrometer screw gauge 0.01 mm (Senggatan terkecil pada alat pengukur menunjukkan kepekaan sesuatu alat)

(The smallest scale division on the measuring instruments shows the sensitivity of the instruments.)

(a) Pengukuran menggunakan pembaris meter

Measurement using a metre rule

Pembaris meter memberikan bacaan dalam ketepatan 0.1 cm. A metre rule gives readings to an accuracy of 0.1 cm.

Latihan/Exercises

Ukur dan tuliskan setiap yang berikut./Measure and write each of the following. (i)

(ii)

Berdasarkan rajah, panjang objek = 6.2 cm – 1.0 cm = 5.2 cm

Based on the diagram, the length of the object = 6.2 cm – 1.0 cm = 5.2 cm Lebar/Width = 1.6 cm

Panjang/Length = 7.0 cm

1

U N I T (b) Pengukuran dengan menggunakan angkup vernier/Measurement by using vernier callipers

1 Angkup vernier digunakan untuk mengukur/A pair of Vernier callipers is used to measure:

(a) kedalaman/depth (b) dimensi luar/outer dimensions (c) dimensi dalam/inner dimensions

2 Angkup vernier memberikan bacaan dalam ketepatan 0.01 cm A pair of Vernier callipers gives readings to an accuracy of 0.01 cm.

0 cm 1 2 3 0 5 10 Rahang dalam Inside jaw Skru pemutar Screw Skala utama Main scale Skala vernier Vernier scale Rahang luar Outside jaw Ekor Tail

3 Angkup vernier mempunyai dua skala: skala utama dan skala vernier A pair of Vernier callipers has two scales: main scale and vernier scale

4 (i) Panjang skala vernier = 0.9 cm/Length of vernier scale = 0.9 cm (ii) Skala vernier boleh dibahagikan kepada 10 bahagian

The vernier scale is divided into 10 divisions

(iii) Panjang untuk senggatan terkecil oleh skala vernier = 0.09 cm Length of the smallest scale division of the vernier scale = 0.09 cm (iv) Panjang untuk senggatan terkecil pada skala utama = 0.1 cm

Length of the smallest scale division of the main scale = 0.1 cm

(v) Perbezaan antara senggatan terkecil oleh skala utama dan senggatan terkecil oleh skala vernier = 0.1 cm – 0.09 cm = 0.01 cm

The difference between the smallest scale division of the main scale and the smallest scale division of the (iii)

Berdasarkan gambar rajah, diameter pensel = 5.0 cm – 3.5 cm = 1.5 cm Based on the diagram, the diameter of the pencil = 5.0 cm – 3.5 cm = 1.5 cm

1 2 3 4 5 6 7 8 9 cm Pensel/Pencil Sesiku Set square Ekor Tail Skala utama Main scale Skala vernier Vernier scale Skru pemutar Screw Rahang luar Outside jaw Rahang dalam Inside jaw

1

U N I T Latihan/Exercises

Apakah bacaan yang ditunjukkan oleh angkup tersebut?/What are the readings shown by the callipers?

1 2 0 1 2 3 0 5 10 1 cm cm 0 5 10 2

(c) Ukuran dengan menggunakan tolok skru mikrometer

Measurement using a micrometer screw gauge Spindal Spindle Kunci Lock Anvil Anvil Racet Ratchet knob

Bidal (skala vernier) Thimble (vernier scale)

Sleeve (skala utama) Sleeve (main scale)

mm

Bidal (skala vernier)

Thimble (vernier scale)

Kunci

Lock

Racet

Ratchet knob

Sleeve (skala utama)

Sleeve (main scale)

Spindal Spindle Anvil Anvil 0 1 35 40 30 25

1 Tolok skru mikrometer digunakan untuk mengukur objek yang sangat kecil sehingga 0.01 mm (Ketepatan dalam 0.01 mm)

A micrometer screw gauge is used to measure very small objects to 0.01 mm. (Accuracy of 0.01 mm)

2 (a) Skru dalam spindal mempunyai jarak benang atau senggatan 0.01 mm. The screw in the thimble has a thread distance or pitch of 0.01 mm.

(b) Apabila bidal dipusing satu pusingan lengkap, rahang bergerak dalam jarak 0.50 mm. When the thimble is turned one complete rotation, the sliding jaw moves a distance of 0.50 mm.

3 (a) Skala bidal mempunyai 50 bahagian (senggatan). The scale on the thimble has 50 divisions.

(b) Satu bahagian di atas skala bidal menunjukkan 0.01 mm .

0.01 mm Bacaan/Reading = (1.2 + 0.06) cm = 1.26 cm Bacaan/Reading = (1.6 + 0.08) cm = 1.68 cm

1

U N I T Latihan/Exercises Latihan/Exercises

Tuliskan bacaan tolok skru mikrometer yang ditunjukkan di rajah bawah. Write down the readings of the micrometer screw gauges shown in the diagrams below.

(a) (b) (c)

1.01 mm 1.96 mm 1.21 mm

Lengkapkan jadual di bawah./Complete the table below.

(a) _{Kuantiti fizik/Physical quantity Alat pengukur/Measuring instrument} Lebar sebuah meja

Width of the table

Pembaris meter

Metre rule

Diameter dalam paip air kuprum The inner diameter of copper water pipe

Angkup vernier

Vernier callipers

Ketebalan wayar

Thickness of a piece of wire

Tolok skru mikrometer

Micrometer screw gauge

Jarak seorang atlit melempar The distance of a javelin throw

Pita pengukur

Measuring tape

Diameter sebatang paip The diameter of a pipe

Angkup vernier

Vernier callipers

Ketebalan duit syiling 50 sen Thickness of a 50 cent coin

Tolok skru mikrometer

Micrometer screw gauge

(b) _{Panjang/Length Alat pengukur/Measuring instrument}

4.5 cm Pembaris meter/Metre rule

1.94 cm Angkup vernier/Vernier callipers

6.72 cm Angkup vernier/Vernier callipers

3.55 mm Tolok skru mikrometer/Micrometer screw gauge

0 mm 1 5 0 45 0 1 ₀ 5 45 40 0 1 ₂₅ 20 15 mm mm

Mengukur Jisim/Measuring Mass

Jisim suatu objek boleh diukur dengan menggunakan neraca tuas atau neraca tiga alur . The mass of an object can be measured by using a lever balance or a beam balance .

1

U N I T Kejituan Accuracy

1 Kejituan dalam ukuran ialah betapa hampir sesuatu nilai ukuran itu nilai sebenar . Accuracy in measurement is the degree of closeness of a measurement value to the actual value .

2 Ukuran yang mempunyai peratusan ralat yang sangat kecil mempunyai kejituan yang tinggi . A measurement with a smaller percentage error has a higher accuracy .

Kepersisan

Consistency

1 Kepersisan ialah kemampuan sesuatu alat pengukur untuk mengukur kuantiti dengan sedikit atau tiada sisihan relatif dalam bacaan yang diperoleh.

Consistency is the ability of a measuring instrument to measure in a consistent manner with little or no relative deviation in the readings obtained. The repeated measurement will produce almost the same reading.

2 Pengukuran dengan sisihan relatif yang lebih kecil mempunyai kepersisan yang lebih tinggi. A measurement with a smaller relative deviation has a higher consistency.

1.5 KEJITUAN, KEPERSISAN DAN KEPEKAAN_{ACCURACY, CONSISTENCY AND SENSITIVITY}

Dalam pertandingan menembak, tiga orang peserta A, B dan C masing-masing melepaskan enam tembakan pada sasaran. Bandingkan kejituan dan kepersisan tiga penembak ini.

In a shooting competition, three participants A, B and C each takes six shots at a target. Compare the accuracy and the consistency of the three shooters.

A B C

Jitu dan persis Persis tetapi tidak jitu Tidak jitu dan tidak persis

Accurate and consistent Consistent but not accurate Not accurate and not consistent

Latihan/Exercises

Kepekaan

Sensitivity

1 Kepekaan ialah kebolehan sesebuah alat untuk mengesan perubahan yang kecil dalam sebarang kuantiti fizik yang diukur.

1

U N I T

Semua ketidaktentuan eksperimen (ralat) adalah disebabkan oleh sama ada ralat rawak atau ralat sistematik _.

All experimental uncertainties (errors) are due to either random errors or systematic errors . Ralat Rawak

Random Errors

1 Ralat rawak ialah ketidakpastian dalam pengukuran yang disebabkan oleh: Random errors are uncertainties in the measurement due to:

(a) pemerhati/the observer

(b) keadaan sekeliling/the surroundings (c) alat-alat/the instruments

2 Apabila kuantiti diukur untuk beberapa kali, ralat rawak akan menyebabkan bacaan menjadi lebih besar atau lebih kecil daripada bacaan sebenar.

When a quantity is measured a few times, random errors will cause the readings either to be larger or smaller RALAT RAWAK DAN RALAT SISTEMATIK

RANDOM ERRORS AND SYSTEMATIC ERRORS

2 Alat pengukur yang lebih sensitif dapat A more sensitive measuring instrument is able to

(a) mengesan perubahan yang sangat kecil dalam kuantiti fizik yang diukur detect very small changes in the physical quantity that is being measured

(b) bertindak balas dengan cepat kepada perubahan dalam kuantiti fizik yang diukur respond more quickly towards changes in the physical quantity that is being measured

3 Alat pengukur yang mempunyai senggatan lebih kecil adalah lebih peka. A measuring instrument which has smaller scale divisions is more sensitive.

Senaraikan perbezaan antara dua alat pengukur yang berikut. List the differences between these two measuring instruments.

Pembaris meter/A meter rule Pita pengukur/A measuring tape

2 1 cm

0 3 4 cm0 1 2 3 4 5

Pembaris meter

A meter rule A measuring tapePita pengukur

Bilangan senggatan per cm

Number of divisions per cm 10 2

Senggatan skala terkecil

Smallest scale division 0.1 cm 0.5 cm

Kepekaan

Sensitivity Tinggi/High Rendah/Low

1

U N I T

3 Contoh bagi ralat rawak: Examples of random errors:

(a) kesilapan pengukuran yang berlaku apabila seseorang membaca bacaan skala dari kedudukan mata pada alat yang salah ( ralat paralaks ) measurement error that happens when one reads a scale’s reading from a wrong position of the eye or instrument ( parallax error )

Kedudukan mata yang betul sepatutnya berada berserenjang dengan skala. The correct position of the eye should be perpendicular to the scale . (i)

(ii) (iii)

(b) kesilapan yang dibuat apabila membaca skala suatu alat the error made when reading the scale of an instrument

(c) kiraan bilangan ayunan yang salah dalam sistem yang bergetar a wrong count of the number of oscillations in a vibrating system

(d) tekanan yang tidak konsisten semasa merapatkan rahang tolok skru mikrometer (Contoh: apabila mengukur diameter dawai)

inconsistent pressures applied when closing the gap of a micrometer screw gauge (Example: when measuring the diameter of a wire)

(e) perubahan dalam persekitaran semasa eksperimen (Contoh: perubahan suhu yang mana ia telah dianggap malar)

changes in the surroundings during an experiment (Example: the change of temperature which has been assumed to be constant)

4 Ralat rawak boleh dielakkan (atau dikurangkan) dengan mengulangi eksperimen (mengambil beberapa bacaan) dan mengira nilai purata . Random errors can be eliminated (or reduced) by repeating measurements (taking several readings) and calculating the average value .

Ralat paralaks

Parallax error

Penjelasan/Explanation: (pandangan pemerhati tidak berserenjang dengan skala instrumen yang sedang dibaca)

(the view of the observer is not perpendicular to the scale of the instrument that is being read)

Cara yang betul untuk membaca skala pembaris ditunjukkan dalam rajah. Mata mesti diletakkan tegak di atas tanda pada skala untuk mengelakkan ralat paralaks.

The correct way to read the scale of a ruler is shown in the diagram. The eye must be placed vertically above the mark on the scale to avoid parallax error.

X

0

Y Z

cm

Ralat paralaks boleh menghasilkan bacaan yang lebih besar atau lebih kecil daripada nilai sebenar. Apabila kedudukan mata berada pada

Parallax errors can produce readings that are bigger or smaller than the actual value. When the position of the eye is at

X – bacaan akan menjadi lebih besar daripada nilai sebenar.

the reading will be greater than the actual value.

Z – bacaan akan menjadi lebih kecil daripada nilai sebenar.

the reading will be smaller than the actual value.

Y – tiada apa-apa kesilapan paralaks.

there will not be any parallax errors.

Seorang pemerhati yang cekap akan mendapat bacaan tanpa atau dengan ralat paralaks yang kecil.

An efficient observer will get readings without or with small parallax errors.

Ketiadaan ralat paralaks semasa menggunakan ammeter/voltmeter –

menggunakan cermin di bawah penunjuk akan memastikan bahawa imej jarum tidak boleh dilihat semasa ukuran.

No paralax when using an ammeter/voltmeter – using a mirror under the pointer will ensure that the image of the pointer cannot be seen during measurement. 1 cm Mata Eye Mata Eye Merkuri Mercury Air Water 2

1

U N I T Ralat Sistematik Systematic Errors

1 Ralat sistematik ialah ketidakpastian dalam pengukuran disebabkan oleh: Systematic errors are uncertainties in the measurements due to:

(a) pemerhati the observer Contoh/Example:

(i) masa tindak balas (menggunakan jam randik, dll.) reaction time (using stopwatch, etc.)

(ii) rabun jauh atau rabun dekat (eksperimen cahaya, dll) short-sightedness or long-sightedness (light experiments, etc) (b) persekitaran

the surroundings Contoh/Example:

Andaian nilai pecutan disebabkan oleh graviti, 10 m s–2_{, adalah tidak tepat jika nilai g di tempat di} mana eksperimen dijalankan berbeza dari 10 m s–2_.

Assuming the value of the acceleration due to gravity, 10 m s–2_{, is inaccurate if the value of g at the place} where the experiment is carried out differs from 10 m s–2_.

(c) alat-alat the instruments (i) ralat sifar

zero error

Contoh/Example:

• pembaris meter yang telah rosak atau haus di hujungnya a metre rule which has worn ends

1

cm 2 3

• bacaan angkup vernier atau tolok skru mikrometer bukan sifar walaupun rahang telah ditutup.

the reading of vernier callipers or micrometer screw gauge is not zero even when the jaws are closed.

• ammeter dan voltmeter yang tidak menunjukkan bacaan sifar walaupun terputus dari litar. an ammeter and a voltmeter which do not show zero reading even when disconnected from a circuit. • penimbang yang jarumnya tidak menunjukkan bacaan sifar walaupun tiada objek yang

diletakkan di atas penimbang itu.

a balance which does not show zero reading even when no object is being placed on it. (ii) kesalahan dalam alat

fault in the instrument

Alat-alat ditentukurkan dalam kilang dalam keadaan suhu dan tekanan atmosfera tertentu. Kadangkala alat-alat ini digunakan dalam keadaan fizikal yang berbeza.

Instruments are calibrated in the factory under specific temperature and atmospheric pressure. Sometimes these instruments are used under different physical conditions.

Contoh/Example:

1

U N I T

2 Ralat sistematik tidak boleh dielakkan dengan mengambil beberapa bacaan menggunakan alat yang sama, pemerhati yang sama atau alat yang sama.

Systematic errors cannot be eliminated by taking several readings using the same instrument, same observer or same instrument.

3 Ralat sistematik boleh dielakkan dengan cara/Systematic errors can be eliminated by (i) menggunakan alat yang berbeza /using different instruments (ii) mengambil ukuran dengan teliti /taking measurements carefully Ralat Sifar untuk Angkup Vernier

Zero Error for Vernier Callipers

(a) (c)

Ralat sifar/Zero error = +0.04 cm (i) Ralat sifar/Zero error = 0.04 cm (b)

Ralat sifar/Zero error = –0.03 cm (ii) Bacaan sebenar = 1.03 cm – 0.04 cm = 0.99 cm

The correct value = 1.03 cm – 0.04 cm = 0.99 cm

Ralat Sifar untuk Tolok Skru Mikrometer

Zero Error for Micrometer Screw Gauge

(a) (c)

Ralat sifar/Zero error = +0.01 mm (i) Ralat sifar/Zero error = +0.01 mm (b)

Ralat sifar/Zero error = –0.04 mm (ii) Bacaan sebenar = 1.46 mm – 0.01 mm = 1.45 mm

0 1 0 5 10 cm 0 1 0 5 10 cm 0 1 0 5 10 cm 0 1 0 5 10 cm 0 mm ₅ 0 45 0 45 40 0 mm 5 0 45 0 mm 1 0 0 45 40 mm



Penerangan

Explanation : Ralat sifarZero error = –0.10 cm + 0.07 cm



1

U N I T

1.5 KAJIAN SAINTIFIK_{SCIENTIFIC INVESTIGATIONS}

Proses kajian saintifik adalah seperti ditunjukkan di bawah: The process of scientific investigation is shown as below:

Inferens

Inference

Panjang bandul ringkas mempengaruhi tempoh bandul ringkas

The length of a simple pendulum affects the period of the simple pendulum

Hipotesis

Hypothesis

Jika panjang bandul ringkas bertambah, maka tempohnya juga akan bertambah

If the length of the simple pendulum increases, its period will also increase

Tujuan eksperimen

Aim of the experiment

Untuk menyiasat hubungan antara tempoh bandul ringkas dengan panjangnya

To investigate the relationship between the period of a simple pendulum and its length

Pemboleh ubah

Variables

Pemboleh ubah dimanipulasikan/Manipulated variable:

Panjang bandul, l/The length of the pendulum, l Pemboleh ubah bergerak balas/Responding variable:

Tempoh bagi bandul ringkas, T/the period of the simple pendulum, T Pemboleh ubah dimalarkan/Constant (fixed) variable:

Jisim bandul/Mass of pendulum bob

Bahan dan radas

Materials and apparatus

Bandul, benang berpanjangan 70 cm, kaki retort dan pengapit, dua keping syiling kecil, jam randik, pembaris meter

Prosedur

Procedure List of materials and apparatusSenarai bahan dan radas

Kesimpulan Conclusion Perbincangan Discussion Analisis Analysis Pernyataan masalah Problem statement Pemerhatian Observation Inferens Inference Hipotesis Hypothesis Pemboleh ubah/Variables • Pemboleh ubah dimanipulasikan Manipulated variable

• Pemboleh ubah bergerak balas Responding variable

• Pemboleh ubah dimalarkan Constant variable(s)

Eksperimen

1

U N I T

Susunan radas dan prosedur

Arrangement of the apparatus and procedure

(a) Semua radas disusun seperti yang ditunjukkan dalam rajah itu. All the apparatus are set up as shown in the diagram.

(b) Panjang benang dilaraskan supaya panjang, l = 10.0 cm. The thread is adjusted so that its length, l = 10.0 cm. (c) Bandul diayun untuk memulakan ayunan melalui sudut

yang kecil (tidak lebih daripada 10o_).

A gentle push is given to the pendulum bob to start swinging through a small angle (not more than 10o_).

(d) Masa yang diambil untuk 10 ayunan lengkap, t, diambil menggunakan jam randik.

The time taken for 10 complete oscillations, t, is taken by using the stopwatch.

(e) Tempoh bandul ringkas, T (iaitu masa yang diambil untuk satu ayunan lengkap) dikira dengan menggunakan:

The period of the simple pendulum, T (i.e. the time taken for one complete oscillation) is calculated by using:

Tempoh/Period, T = Masa untuk 10 ayunan lengkap

10 /

Time for 10 complete oscillations 10

(f) Langkah (c) hingga (e) diulangi untuk l = 20.0 cm, 30.0 cm, 40.0 cm, 50.0 cm dan 60.0 cm. Steps (c) to (e) are repeated for l = 20.0 cm, 30.0 cm, 40.0 cm, 50.0 cm and 60.0 cm.

(g) Graf T melawan l diplotkan. A graph of T against l is plotted.

Pengumpulan data Data collection Panjang, l (cm) Length, l (cm)

Masa yang diambil untuk 10 ayunan lengkap, t (s)

The time taken for 10 complete oscillations, t (s)

Tempoh bandul, T (s)

The period of the pendulum, T (s) t1 t2 tpurata/average 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 Graf (menggunakan kertas graf)

Graph (using graph paper)

T (s)

l (cm)

Kesimpulan

Conclusion

Bandul yang lebih panjang mengambil masa yang lebih panjang untuk membuat satu ayunan lengkap (atau apabila panjang bandul ringkas bertambah, tempohnya bertambah).

The longer pendulum takes longer time to make a complete oscillation (or the period of a simple pendulum increases with its length).

Benang Thread  Bandul Pendulum bob Kaki retort Retort stand 0

2

U N I T UNIT

DAYA DAN GERAKAN

FORCES AND MOTION

2

2.1 MENGANALISIS GERAKAN LINEAR/ANALYSING LINEAR MOTION

• Menyatakan maksud jarak dan sesaran/Define distance and displacement

• Menyatakan maksud laju dan halaju dan menyatakan v = s

t/Define speed and velocity and state that v =

s t

• Menyatakan maksud pecutan dan nyahpecutan dan menyatakan a = v – u t

Define acceleration and deceleration and state that a = v – u t

• Menghitung laju dan halaju

Calculate speed and velocity

• Menghitung pecutan dan nyahpecutan

Calculate acceleration and deceleration

• Menyelesaikan masalah gerakan linear dengan pecutan seragam dengan

Solve problems on linear motion with uniform acceleration using

(i) v = u + at

(ii) s = ut + 1

2 at2 (iii) v2 _{= u}2 _{+ 2as}

2.2 MENGANALISIS GRAF GERAKAN/ANALYSING MOTION GRAphS

• Melakar dan mentafsirkan graf sesaran-masa dan halaju-masa

Plot and interpret displacement-time and velocity-time graphs

• Membuat kesimpulan daripada bentuk graf sesaran-masa apabila jasad dalam keadaan:

Deduce from the shape of a displacement-time graph when a body is:

(i) rehat/at rest

(ii) bergerak dengan halaju seragam/moving with uniform velocity

(iii) bergerak dengan halaju tidak seragam/moving with non-uniform velocity

• Menentukan jarak, sesaran dan halaju daripada graf sesaran-masa

Determine distance, displacement and velocity from a displacement-time graph

• Membuat kesimpulan daripada bentuk graf halaju-masa apabila jasad dalam keadaan:

Deduce from the shape of a velocity-time graph when a body is:

(i) rehat/at rest

(ii) bergerak dengan halaju seragam/moving with uniform velocity

(iii) bergerak dengan pecutan seragam/moving with uniform acceleration

• Menentukan jarak, sesaran, halaju dan pecutan daripada graf halaju-masa

Determine distance, displacement, velocity and acceleration from a velocity-time graph

• Menyelesaikan masalah gerakan linear dengan pecutan seragam

Solve problems on linear motion with uniform acceleration

2.3 MEMAhAMI INERSIA/UNdERSTANdING INERTIA

• Menerangkan apa itu inersia

Explain what inertia is

• Menghubungkaitkan jisim dengan inersia

Relate mass to inertia

• Memberi contoh situasi yang melibatkan inersia

Give examples of situations involving inertia

• Mencadangkan cara untuk mengurangkan kesan negatif inersia

2

U N I T

2.4 MENGANALISIS MoMENtuM/ANALYSING MOMENTUM

• Menyatakan maksud momentum suatu objek

Define the momentum of an object

• Menyatakan maksud momentum sebagai hasil darab jisim (m) dan halaju (v), iaitu momentum = mv

Define momentum as the product of mass (m) and velocity (v), i.e. momentum = mv

• Menyatakan Prinsip Keabadian Momentum

State the Principle of Conservation of Momentum

• Menghuraikan aplikasi Prinsip Keabadian Momentum

Describe applications of Conservation of Momentum

• Menyelesaikan masalah yang melibatkan momentum

Solve problems involving momentum

2.5 MEMAhAMI KESAN DAyA/UNdERSTANdING ThE EffEcT Of fORcE

• Menghuraikan kesan daya seimbang yang bertindak ke atas objek

Describe the effects of balanced forces acting on the object

• Menghuraikan kesan daya yang tidak seimbang yang bertindak ke atas objek

Describe the effects of unbalanced forces acting on an object

• Menyelesaikan masalah dengan menggunakan F = ma

Solve problems using F = ma

2.6 MENGANALISIS IMpuLS DAN DAyA IMpuLS/ANALYSING IMpULSE ANd IMpULSIvE fORcE

• Menerangkan apa itu Impuls

Explain what an impulsive force is

• Memberi contoh situasi yang melibatkan daya impuls

Give examples of situations involving impulsive forces

• Menyatakan maksud impuls sebagai perubahan momentum, iaitu Ft = mv – mu

Define impulse as a change of momentum, i.e. Ft = mv – mu

• Menyatakan maksud daya impuls sebagai kadar perubahan momentum dalam perlanggaran atau letupan, iaitu

Define impulsive force as the rate of change of momentum in a collision or explosion, i.e.

F = mv – mu_t

• Menerangkan situasi di mana atau mengurangkan masa perlanggaran terhadap nilai daya impuls

Explain the effect of increasing or decreasing the time of impact on the magnitude of the impulsive force

• Menghuraikan situasi di mana daya impuls perlu dikurangkan dan cara untuk mengurangkannya

Describe situations where an impulsive force needs to be reduced and suggest ways to reduce it

• Menghuraikan situasi di mana daya impuls mendatangkan manfaat

Describe situations where an impulsive force is beneficial

• Menyelesaikan masalah yang melibatkan daya impuls

Solve problems involving impulsive forces

2.7 CIRI-CIRI KESELAMAtAN yANG DIpERLuKAN DALAM KENDERAAN

BEING AwARE Of ThE NEEd fOR SAfETY fEATURES IN vEhIcLES

• Menghuraikan kepentingan ciri-ciri keselamatan dalam kenderaan

Describe the importance of safety features in vehicles

2.8 MEMAhAMI GRAvItI/UNdERSTANdING GRAvITY

• Menerangkan pecutan yang disebabkan oleh graviti/Explain acceleration due to gravity

• Menyatakan apa itu medan graviti/State what a gravitational field is

• Menyatakan maksud kekuatan medan graviti/Define gravitational field strength

• Menentukan nilai pecutan yang disebabkan oleh graviti/Determine the value of acceleration due to gravity

• Menyatakan maksud Berat (W) sebagai hasil darab jisim (m) dan pecutan yang disebabkan oleh graviti (g), iaitu W = mg

Define weight (W) as the product of mass (m) and acceleration due to gravity (g), i.e W = mg

• Menyelesaikan masalah yang melibatkan pecutan graviti

2

U N I T 2.9 MENGANALISIS KESEIMbANGAN DAyA

ANALYSING fORcES IN EqUILIBRIUM

• Menghuraikan situasi keseimbangan daya

Describe situations where forces are in equilibrium

• Menyatakan apa itu daya paduan

State what a resultant force is

• Tambahkan dua daya untuk menentukan daya paduan

Add two forces to determine the resultant force

• Meleraikan daya kepada dua komponen daya

Resolve a force into two effective component forces

• Menyelesaikan masalah yang melibatkan keseimbangan daya

Solve problems involving forces in equilibrium

2.10 MEMAhAMI KERjA, tENAGA, KuASA DAN KECEKApAN

UNdERSTANdING wORK, ENGERY, pOwER ANd EffIcIENcY

• Menyatakan maksud Kerja (W) sebagai hasil darab daya (F) yang dikenakan dan sesaran (s) objek dalam arah daya tersebut, iaitu W = Fs

Define work (W) as the product of an applied force (F) and displacement (s) of an object in the direction of the applied force, i.e W = Fs

• Menyatakan apabila Kerja dilakukan, tenaga dipindahkan daripada satu objek ke objek lain

State that when work is done, energy is transferred from one object to another

• Menyatakan maksud tenaga kinetik, Ek, dan menyatakan bahawa Ek = 1₂ mv2 Define kinetic energy, Ek, and state that Ek = 1₂ mv2

• Menyatakan maksud tenaga keupayaan graviti, Ep,dan menyatakan bahawa Ep = mgh Define gravitational potential energy, Ep, and state that Ep = mgh

• Menyatakan Prinsip Keabadian Tenaga/State the Principle of Conservation of Energy

• Menyatakan maksud Kuasa, P, dan menyatakan bahawa P = Tenaga Masa

Define power, P, and state that P = Energy_Time

• Menerangkan apa itu kecekapan peralatan

Explain what efficiency of a device is

• Menyelesaikan masalah yang melibatkan kerja, tenaga, kuasa dan kecekapan

Solve problems involving work, energy, power and efficiency

2.11 MEMAhAMI KEKENyALAN

UNdERSTANdING ELASTIcITY

• Menyatakan maksud kekenyalan

Define elasticity

• Menyatakan Hukum Hooke

State Hooke’s Law

• Menyatakan maksud tenaga keupayaan kenyal, Ep, dan menyatakan bahawa Ep = 1₂kx2 Define elastic potential energy, Ep, and state that Ep = 1₂kx2

• Menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi kekenyalan

Determine the factors that affect elasticity

• Menghuraikan aplikasi kekenyalan

Describe applications of elasticity

• Menyelesaikan masalah yang melibatkan kekenyalan

2

U N I T

1 Jarak ialah jumlah laluan yang dilalui dari satu lokasi ke satu lokasi yang lain Distance is the total path length travelled from one location to another

Kuantiti/Quantity: Skalar/Scalar Unit SI/SI unit: meter (m)

2 Sesaran ialah/Displacement is

(a) jarak dalam arah tertentu./the distance in a specific direction .

(b) jarak antara dua lokasi yang diukur sepanjang laluan yang paling pendek yang menghubungkannya dalam arah tertentu.

the distance between two locations measured along the shortest path connecting them in a specific direction. (c) jarak kedudukan akhir dari kedudukan awal dalam arah tertentu.

the distance of its final position from its initial position in a specified direction.

Kuantiti/Quantity: Vektor/Vector Unit SI/SI unit: meter (m)

3 Rajah di sebelah kanan menunjukkan beza antara jarak dan sesaran. Apabila Ah Chong berjalan kaki di sepanjang Jalan Baik dari rumah A ke sekolah B, The diagram on the right shows the difference between distance and displacement. When Ah Chong walked from House A to School B, along Good Road,

Jarak/Distance _{= Panjang laluan di sepanjang Jalan Baik} Length of the road along Good Road

Sesaran/Displacement _{= Panjang garis lurus AB / Length of the straight line AB}

Rumah House Sekolah School Jalan Baik Good Road A B

Rahim berjalan dari rumahnya ke simpang sejauh 1.5 km dari rumahnya. Kemudian dia berpatah balik dan berhenti di warung Pak Din yang sejauh 0.5 km dari rumahnya. Rahim walked from his house to the junction which is 1.5 km from his house. Then he turned back and stopped at Pak Din’s stall which is 0.5 km from his house.

(a) Berapakah sesaran Rahim dari rumahnya/What is Rahim’s displacement from his house (i) apabila dia sampai di simpang?/when he reached the junction?

1.5 km ke timur/1.5 km to the east

(ii) apabila dia berada di warung Pak Din?/when he was at Pak Din’s stall? 0.5 km ke barat/0.5 km to the west

(b) Selepas bersarapan pagi, Rahim berjalan pulang ke rumahnya. Apabila dia sampai di rumahnya, After breakfast, Rahim walked back to his house. When he reached home,

(i) berapakah jumlah jarak yang dilalui oleh Rahim?/what was the total distance travelled by Rahim? 1.5 km + 1.5 km + 0.5 km + 0.5 km = 4 km

(ii) berapakah jumlah sesaran Rahim dari rumahnya?/what was Rahim’s total displacement from his house? 0 km

Contoh/Example _{Rumah Rahim}

Rahim’s house

0.5 km 1.5 km

Warung Pak Din Pak Din’s stall

B O

Definisi jarak dan sesaran

Define distance and displacement

2.1 MENGANALISIS GERAKAN LINEAR_{ANALYSING LINEAR MOTION}

2

U N I T 1 Laju ialah kadar perubahan jarak

Speed is the rate of change of distance Laju, v = Jarak dilalui

Masa yang diambil Speed, v = Distance travelledTime taken Kuantiti/Quantity: Skalar/Scalar Unit SI/SI unit: m s–1

2 Halaju ialah kadar perubahan sesaran Velocity is the rate of change of displacement

Halaju, v = Sesaran

Masa yang diambil Velocity, v = DisplacementTime taken Kuantiti/Quantity: Vektor/Vector Unit SI/SI unit: m s–1

3 Arah halaju adalah arah sesaran.

Direction of velocity is the direction of the displacement. Definisi Laju dan Halaju

Define Speed and Velocity

Laju purata,

v = Jumlah jarak dilalui, s Jumlah masa yang diambil, t Average speed,

v = Total distance travelled, s Total time taken, t

Halaju purata:

v = Sesaran, s

Jumlah masa yang diambil, t Average velocity:

v = Displacement, s Total time taken, t

Laju sekata Laju yang magnitudnya kekal sama tanpa mempertimbangkan arahnya.

Uniform speed Speed that remains the same in magnitude regardless of its direction.

Halaju sekata Halaju yang magnitud dan arahnya kekal sama.

Uniform velocity Velocity that remains the same in magnitude and direction .

Suatu objek mempunyai halaju tak sekata jika: An object has a non-uniform velocity if:

(a) arah gerakan berubah atau gerakan tidak linear. the direction of motion changes or the motion is not linear. (b) magnitud halaju berubah.

2

U N I T

Sebuah kapal terbang menuju ke utara selama 1 jam dengan halaju 300 km j–1_{. Kemudian, kapal terbang bergerak ke timur selama 1 jam} dengan halaju 400 km j–1_.

An aeroplane flies towards the north for 1 hour with a velocity of 300 km h–1_. Then, the plane moves to the east for 1 hour with a velocity of 400 km h–1_. (a) Berapakah laju purata kapal terbang itu?

What is the average speed of the plane? Laju purata = Jumlah jarak

Jumlah masa Average speed =

Total distance Total time

Jarak OA = Laju_OA × Masa_OA Distance OA = SpeedOA× TimeOA = 300 km j–1_{× 1 jam = 300 km h}–1_{× 1 hour}

= 300 km = 300 km

Jarak AB = Laju_AB × Masa_AB Distance AB = SpeedAB× TimeAB = 400 km j–1_{× 1 jam = 400 km h}–1_{× 1 hour}

= 400 km = 400 km

∴ Laju purata = (300 km + 400 km)

2 jam ∴Average speed =

(300 km + 400 km) 2 hours

= 700 km

2 jam = 350 km j–1 = 2 hours700 km = 350 km h–1

(b) Berapakah halaju purata kapal terbang itu?/What is the average velocity of the plane?

Dari (a); From (a);

Jarak_OA = 300 km DistanceOA = 300 km Jarak_AB = 400 km DistanceAB = 400 km ∴ Sesaran_OB = (300 km)2 _{+ (400 km)}2 _{∴Displacement}

OB = (300 km)2 + (400 km)2

= 500 km = 500 km

∴ Halaju purata = Sesaran

Masa ∴Average velocity =

Displacement Time = 500 km 2 j = 500 km 2 h = 250 km j–1 = 250 km h–1 400 km j–1 300 km j–1 A O B Contoh/Example

1

Bacaan meter had laju bagi sebuah kereta yang bergerak ke arah utara menunjukkan 80 km j–1_{. Sebuah} kereta yang lain bergerak pada 80 km j–1 _{menuju ke selatan. Adakah kelajuan kedua-dua kereta itu sama?} Adakah halaju kedua-dua kereta itu sama? Terangkan jawapan anda.

The speedometer reading for a car travelling north shows 80 km h–1_{. Another car is travelling at 80 km h}–1 _towards the south. Is the speed of both cars the same? Is the velocity of both cars the same? Explain your answer.

Kelajuan kedua-dua kereta itu adalah sama iaitu 80 km j–1 _{tetapi halaju adalah tidak sama kerana arah} kedua-dua kereta itu berbeza. / The speed of both cars is the same, that is, 80 km h–1 _{but the velocity is not the}

same because the cars are in different directions.

2

U N I T

Pecutan sifar bermaksud suatu objek berada dalam keadaan pegun atau bergerak pada halaju malar, a = 0 Zero acceleration means an object is at rest or is moving at a constant velocity, a = 0 ‘a positif’ (pecutan): Halaju suatu objek bertambah dari halaju awal, u, kepada halaju akhir, v

yang lebih tinggi.

‘positive a’ (acceleration): The velocity of an object increases from an initial velocity, u, to a higher final velocity, v.

‘a negatif’ (nyahpecutan): Halaju suatu objek berkurang dari halaju awal, u, kepada halaju akhir, v yang lebih rendah.

‘negative a’ (deceleration): The velocity of an object decreases from an initial velocity, u, to a lower final velocity, v.

Seorang penunggang basikal bermula dari keadaan rehat dan menambahkan halajunya pada kadar seragam sehingga dia mencapai halaju 4.0 m s–1 _{dalam 5.0 s. Berapakah purata pecutannya?}

A cyclist starts from rest and increases his velocity at a constant rate until he reaches a velocity of 4.0 m s–1 _{in 5.0 s.} What is his average acceleration?

Halaju awal/Initial velocity = 0

Halaju akhir/Final velocity = 4.0 m s–1 Masa yang diambil/Time taken = 5.0 s

Contoh/Example pecutan, a = v – u t acceleration, a = v – ut a = (4.0 – 0) m s–1 5.0 s = 0.8 m s–2

1 Pecutan, a, didefinisikan sebagai kadar perubahan halaju . Acceleration, a, is defined as the rate of change of velocity .

2 Formula dan Unit SI:/Formula and SI unit: Pecutan, a = Perubahan halaju

Masa yang diambil Acceleration, a = Change in velocityTime taken = Halaju akhir, v – Halaju awal, u

Masa yang diambil, t = Final velocity, v – Initial velocity, uTime taken, t = v – u

t = v – ut

Unit SI/SI unit: m s–2

Definisi pecutan dan nyahpecutan

2

U N I T

Perhatikan gerakan sebuah kereta dalam Rajah (a) dan Rajah (b) yang merupakan gambar stroboskop. Observe the motion of the car in Diagram (a) and Diagram (b) which are stroboscopic pictures.

(a) (b)

Rajah (a)/Diagram (a) Rajah (b)/Diagram (b)

(i) Huraikan perubahan halaju sebuah kereta dalam Rajah (a). Adakah kereta memecut atau menyahpecut? Describe the changes in velocity of the car in Diagram (a). Is the car accelerating or decelerating?

Jarak antara dua gambar berturut-turut bertambah. Halaju kereta itu bertambah. Kereta itu memecut.

The distance between two consecutive images increases. Velocity of the car is increasing. The car accelerates.

(ii) Huraikan perubahan halaju sebuah kereta dalam Rajah (b). Adakah kereta memecut atau menyahpecut? Describe the changes in velocity of the car in Diagram (b). Is the car accelerating or decelerating?

Jarak antara dua gambar berturut-turut berkurang. Halaju kereta itu berkurang. Kereta itu mengalami nyahpecutan.

The distance between two consecutive images decreases. Velocity of the car is decreasing. The car decelerates.

Contoh/Example

1 Lengkapkan jadual berikut untuk membuat perbandingan antara dua istilah yang diberi. Complete the following tables to do comparisons between the terms given.

Jarak/Distance Sesaran/Displacement Laju/Speed Halaju/Velocity Jarak ialah jumlah

panjang laluan yang dilalui dari satu lokasi ke satu lokasi yang lain. Total path length travelled from one location to another.

Sesaran ialah jarak dalam arah

tertentu.

Displacment is the distance in a specified direction.

Laju ialah kadar perubahan jarak.

Speed is the rate of change of distance.

Halaju ialah kadar perubahan sesaran.

Velocity is the rate of change of displacement. Kuantiti asas Base quantity Kuantiti asas Base quantity Quantiti terbitan Derived quantity Quantiti terbitan Derived quantity Kuantiti skalar Scalar quantity Kuantiti vektor Vector quantity Kuantiti skalar Scalar quantity Kuantiti vektor Vector quantity

2 Seorang budak berjalan sepanjang laluan PQ./A boy walks along path PQ. Cari/Find

(a) jumlah jarak dilalui./total distance travelled. (5 + 7 + 5 + 10 + 10 + 10 + 10)m = 57 m (b) sesaran./displacement. (7 + 10 + 10)m = 27 m Latihan/Exercises 5 m 7 m 10 m 10 m 10 m P Q

2

U N I T Hubung kait Sesaran, Halaju, Pecutan dan Masa

Relating Displacement, Velocity, Acceleration and Time Jangka masa detik:/Ticker timer:

• Ia disambung ke bekalan kuasa arus ulang-alik

50 Hz. Apabila dihidupkan, bilah pengetuk akan bergetar 50 kali sesaat.

It is connected to an alternating current supply of 50 Hz. When it is switched on, the iron strip will vibrate 50 times per second.

• Masa diambil untuk membuat 50 titik pada pita detik

ialah 1 saat. Jadi, selang masa antara dua titik yang berturutan ialah 1

50 s = 0.02 s.

The time taken to make 50 dots on the ticker tape is 1 second. Hence, the time interval between 2 consecutive dots is 1

50 s = 0.02 s.

• 1 detik didefinisikan sebagai selang masa antara 2 titik . 1 tick is defined as the time interval between 2 dots .

6 – 12 V a.c.

Jangka masa detik Ticker timer Troli dinamik

Dynamic trolley

Aktiviti 1 Kaedah pengiraan

Activity 1 Method of calculation

Menyiasat gerakan dalam makmal iaitu menentukan jarak / sesaran, kelajuan / halaju, masa dan pecutan / nyahpecutan

To investigate motion in laboratory to determine distance / displacement, speed / velocity, time and acceleration / deceleration

10 ticks/detik

3 Isikan tempat kosong/Fill in the blanks:

(a) Laju malar 10 m s–1 _{Jarak sejauh} 10 m _{dilalui setiap} saat

A constant speed of 10 m s–1 _{A distance of} 10 m _{is travelled every} second

(b) Halaju malar –10 m s–1 Sesaran _{sejauh 10 m yang dilalui setiap} saat _{dalam arah} bertentangan

A constant velocity of –10 m s–1 _A displacement _{of 10 m is travelled every} second _in the opposite direction.

(c) Pecutan malar 4 m s–2 _Halaju meningkat _{dengan 4 m s}–1 _setiap saat A constant acceleration of 4 m s–2 _Velocity increases _{by 4 m s}–1 _every second (d) Nyahpecutan malar 4 m s–2 _Halaju berkurang _{dengan 4 m s}–1 _setiap saat

2

U N I T

LANGKAH 1: Menentukan masa diambil untuk 1 detik.

STEP 1: Determination of time taken for 1 tick. (a) Masa yang diambil untuk 50 detik = 1 saat (b) Masa yang diambil untuk 1 detik = 0.02 s (c) Masa yang diambil dari A ke B = 10 detik

= 0.2 s

(a) Time taken for 50 ticks = 1 second (b) Time taken for 1 tick = 0.02 s (c) Time taken from A to B = 10 ticks

= 0.2 s

LANGKAH 2: Menentukan sesaran

STEP 2: Determination of displacement

Sesaran suatu objek ditentukan dengan mengukur panjang pita detik yang ditarik melalui jangka masa detik The displacement of the object is determined by measuring the length of the ticker tape that is pulled through the ticker time

Sesaran A ke B = 8.0 cm/Displacement from A to B = 8.0 cm

LANGKAH 3: Menentukan halaju

STEP 3: Determination of velocity Halaju, v = Sesaran Masa = 8.0 cm 0.2 s = 40.0 cm s–1 Velocity, v = Displacement Time = 8.0 cm 0.2 s = 40.0 cm s–1

LANGKAH 4: Menentukan pecutan

STEP 4: Determination of acceleration

1.5 cm 3.5 cm 5.5 cm 7.5 cm

A υ B C D ν E

Dari jalur pertama: Halaju pertama, u, pada AB/From the first strip: Initial velocity, u, at AB u_AB = 1.5 cm

0.2 s = 7.5 cm s–1

Dari jalur terakhir: Halaju terakhir, v, pada DE/From the final strip: Final velocity, v, at DE v_AB = 7.5 cm

0.2 s = 37.5 cm s–1

Selang masa, bagi perubahan halaju, t/The time interval, t, for the change in the velocity t = (4 – 1) × 0.2 s = 0.6 s

Pecutan/Acceleration, a = (37.5 – 7.5) cm s–1