PENGENALAN KEPADA FIZIK

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Bab 1 Pengenalan Kepada Fizik

1.1 Fizik

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 nuklear, fizik keadaan pepejal,
biofizik, elektronik, astronomi, fizik kuantum, elektrik dan
lain-lain.

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

1. Bagaimana sebuah kapal terbang boleh terangkat?
2. Bagaimana sebuah kapal kargo boleh terapung?
3. Bagaimana terbentuknya pelangi?
4. Bagaimana telefon bimbit berfungsi?
5. Bagaimana arus elektrik dihasilkan?
6. Mengapa sudu kelihatan bengkok di dalam segelas

air?
7. Mengapa basikal bergerak laju semasa menuruni

bukit?
8. Mengapa kipas masih terus berpusing selepas

dimatikan?

Kuantiti Fizik Kuantiti fizik ialah kuantiti boleh diukur.

Contohnya, kuantiti laju, berat, panjang, suhu dan
sebagainya.

Kuantiti Fizik boleh dibahagikan kepada dua iaitu Kuantiti
Asas dan Kuantiti Terbitan.

Sistem unit SI digunakan dalam pengukuran kuantiti-kuantiti
fizik. Contohnya kuantiti jisim diukur menggunakan unit SI
kilogram dan masa diukur dalam unit saat.

Sistem Unit Antarabangsa atau Unit SI (SI dipendekkan dari
nama bahasa Perancis, Système international d'unités)
merupakan sejenis sistem metrik. Ia adalah sistem unit yang
digunakan oleh semua orang di dunia dalam sains dan
perdagangan.

Sistem SI diselenggarakan oleh 3 badan, iaitu Biro
Timbangan dan Ukuran Antarabangsa (BIPM), Persidangan
Am Timbangan dan Ukuran (CGPM) serta Jawatankuasa
Timbangan dan Ukuran Antarabangsa (CIPM).

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 1

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

1.2 Kuantiti Asas dan Kuantiti Terbitan

Kuantiti Asas
Kuantiti 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 secara operasi matematik.

Terdapat lima kuantiti asas:

Kuantiti Asas Unit S.I Simbol Contoh alat
& Unit SI pengukuran

Simbol Kuantiti

Panjang, l meter

Jisim, m kilogram

Masa, t saat

Arus elektrik, I ampere

Suhu, T kelvin

s

Kuantiti Terbitan

Kuantiti Terbitan ialah kuantiti fizik yang boleh diterbitkan daripada kuantiti-kuantiti

asas melalui operasi darab atau bahagi atau kedua-duanya.

Contoh kuantiti terbitan ialah Luas, Isi padu, Laju, Ketumpatan dan sebagainya.

Kuantiti Terbitan Dalam Sebutan Kuantiti- Unit Terbitan Simbol
& kuantiti Asas meter persegi Unit

Simbol Kuantiti Panjang  panjang Terbitan
Luas, A
m2
Isi padu, V

Laju, v

Pecutan, a

Ketumpatan, 

Kita akan menemui dan mempelajari banyak lagi kuantiti-kuantiti terbitan dalam bab-
bab seterusnya.

Gambarfoto Berikan contoh-contoh kuantiti asas dan
kuantiti terbitan yang terdapat dalam
gambarfoto tersebut.

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

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

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

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

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

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 2

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Latihan 1.1 Fizik

1. Manakah daripada yang berikut bukan 2. Manakah antara berikut adalah bukan
unit asas?
kuantiti asas?
A Celsius B Ampere
A Panjang B Berat C Kilogram D Saat

C Arus elektrik D Masa

3. Unit asas bagi jisim adalah 4. Di antara kuantiti terbitan berikut yang

A Miligram B Gram manakah merupakan gabungan suatu

C Kilogram D Mikrogram kuantiti asas sahaja?

A Daya B Isi padu

C Pecutan D Kerja

5. Nyatakan kuantiti terbitan berikut dalam sebutan kuantiti-kuantiti asas.

Luas Isi paduS

Ketumpatan Laju

Pecutan Momentum

Daya Tekanan

6. Jika suatu kuantiti fizik diberi oleh 7. Tempoh ayunan bagi sebuah neraca

rumus inersia diberi oleh hubungan;
M=¾ed2 T2= km

di mana e unitnya kilogram manakala d di mana T = tempoh dan unitnya s,
m = jisim dan unitnya kg dan k =pemalar,
unitnya meter, maka unit bagi M ialah
maka unit bagi k ialah

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 3

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

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

Contoh :
Jejari bumi adalah 6400000000 mm manakala diameter satu dawai
logam adalah 0.00000045 km.

Bentuk piawai pada amnya ialah
a x 10n

di mana 1  a <10 dan n ialah integer positif atau negatif

Contoh penulisan bentuk piawai:

(a) Nilai Jejari bumi: 6400000000 mm

(b) Nilai diameter satu dawai logam: 0.00000045 km

Contoh: Tukarkan nilai-nilai berikut kepada bentuk piawai
(a) 0.00008 m
(b) 5300 g
(c) 0.0068 cm
(d) 567.13 km
(e) 345.2 x 104 m
(f) 0.000078 x 10-6 s
(g) 7 x 10-5 x 8 x 106

(h) 3 x 108 + 8 x 106

(i) 3.8 x 10-2 - 7.2 x 10-3

(j) 6.2  109
3.4  103

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 4

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Unit Pengukuran

Unit ialah ukuran piawai yang ditentukan untuk ukuran suatu kuantiti fizik.
Unit digunakan untuk membandingkan saiz atau ukuran di antara kuantiti-kuantiti fizik
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.

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:

Imbuhan Simbol Imbuhan Nilai
Tera T

Giga G

Mega M

kilo k

desi d

centi c

mili m

mikro 

nano n

piko p

a
Contoh: Tuliskan nilai kuantiti fizik berikut dengan unit berimbuhan secara ringkas.

(1) 100 kilometer = ....................... (4) 0.015 kilometer/jam = ....................

(2) 300 Teragram = ...................... (5) 80 Gigagram/meter padu = ...................

(3) 0.5 mikroampere = ....................... (6) 70 pikometer/ saat = .......................

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 5

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Penukaran Unit

Contoh 1: Penukaran unit berimbuhan kepada unit tanpa imbuhan
Contoh 2:

500 km = ........................... m 1000 mg = ...................................... g

Penyelesaian: Penyelesaian:

500 km = 500  m Nilai 1000 mg = 1000  g Nilai
imbuhan imbuhan
= ........................... = ...........................
kilo mili

Latihan

(1) 1.25 mm = ................... (2) 3.88 ns = ........................

(3) 6.22 Mg = ..................... (4) 0.00057 kK = .........................

(5) 9560 A = .................... (6) 3.5  104 pm = .......................

(7) 0.0045  10-3 Tg = .......................... (8) 530 dm = ...........................

(9) 0.15 Gm = ............................. (10) 0.000585 cA = ..............................

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 6

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Contoh 1: Penukaran unit tanpa imbuhan kepada unit berimbuhan
Contoh 2:

1000 m = ........................... cm 100 g = ...................................... kg

Penyelesaian: Penyelesaian:

1000 m = 1000  cm Nilai 100 g = 100  kg Nilai
imbuhan imbuhan
= ........................... = ...........................
centi kilo

Latihan

(1) 0.5 A = ................... A (2) 3600 s = ........................ ms

(3) 1000 g = ..................... kg (4) 237 K = ......................... TK

(5) 6.22  10-6 A = .................... kA (6) 3.142 s = ....................... ps

(7) 0.057  10-3 g = .......................... Mg (8) 500 K = ........................... dK

(9) 900  103 m = ............................. Gm (10) 0.00415 A = .............................. cA

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 7

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Penukaran unit berimbuhan kepada unit berimbuhan yang lain

Contoh 1: Langkah penyelesaian:

1000 nm = ........................... km  
nm
m km

Penyelesaian: Nilai Nilai
imbuhan imbuhan
1000 nm = 1000  10-9 m  103 km
nano kilo

= 1000  10-9 km
103

= 1  10-9 km

Contoh 2:
100 Mg = ...................................... ng
Penyelesaian:

(1) 4.33 ms = ................... ns Latihan
(2) 1.23 Gs = ........................ ds

(3) 150 mg = ..................... Tg (4) 3.4 K = ......................... MK

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 8

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Contoh 1: Penukaran unit bagi nilai kuantiti terbitan
Idea penyelesaian:

Luas = 350 km2  m2 km2 = km  km
Gantikan k dengan nilai imbuhan kilo:
= 350  km  km
= 350  103 m  103 m = 103 m  103 m
= 350  106 m  m
= 3.5  108 m2

Contoh 2: Idea penyelesaian:

Isi padu = 500 m3  dm3 m3 = m  m  m

= 500 m  m  m = dm  dm  dm
ddd
= 500  dm  dm  dm
ddd Gantikan d di bawah dengan nilai imbuhan desi:

dm dm dm = dm  dm  dm
10-1 10-1 10-1 10-1 10-1 10-1
= 500   

= 500  dm  dm  dm
10-3

= 5.0 105 dm3

Contoh 3: Idea penyelesaian:
km  m
Laju = 7200 km/j  m/s
js
7200 km
 1km

1j
7200  103 m 1j
 1 103 m
(1 60  60) s 
 7200  103 m (1 60  60) s
1 103 m
3600 s 
 2000 m/s 3600 s

Contoh 4: Idea penyelesaian:

Ketumpatan = 150 kg/m3  g/cm3 kg  g
m3 cm3
kg
= 150 m3 Gantikan k dengan nilai imbuhan kilo:

103 g 103 g 103 g
==
= 150  mmm 1m1m1m

100 cm 100 cm 100 cm Gantikan 1 m kepada 100 cm
103 g 103 g

= 150  =

106 cm3 100 cm100 cm 100 cm

= 1.50 10-1 g/cm3

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 9

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

(1) 250 cm2 = ................... m2 Latihan
(2) 4.8 m2 = ........................ km2

(3) 150 mm3 = ..................... m3 (4) 65 km/j = ......................... m/s

(5) 1000 g/cm3 = ....................... kg/m3 (6) 2.5 m/s = ............................. km/j

(7) 0.046 kg/m3 = ............................ g/cm3 (8) 6.51 Nm-2 = ...................... Ncm-2

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 10

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

1.3 Kuantiti Skalar dan Kuantiti Vektor Kuantiti Vektor
Kuantiti vektor ialah kuantiti fizikal yang
Kuantiti Skalar mempunyai magnitud dan arah.
Kuantiti skalar ialah kuantiti fizikal yang
mempunyai magnitud sahaja. Contoh: Halaju, daya dan berat

Contoh: Jisim, ketumpatan dan masa

Baca pernyataan-pernyataan berikut, kemudian tentukan sama ada mempunyai arah

dan magnitud seterusnya tentukan jenis kuantiti fizikal tersebut.

Pernyataan Magnitud Arah Jenis

kuantiti

(1) Kereta Ferrari itu bergerak dengan laju 300 km/j.

(2) Keretapi bergerak dengan halaju 130 km/j dari

stesen keretapi JB ke stesen keretapi Gemas.
(3) Ketumpatan air laut ialah 1025 kg m-3.

(4) Sarah berjalan sejauh 500 m.

(5) Mei Ling mencatat masa 25.50s dalam acara 200 m.

(6) Kuasa mentol itu 25 Watt.

(7) Suhu bilik makmal fizik mencapai 32 C semasa
cuaca panas.

(8) Berat badanSiva ialah 450 N.

(9) Sebuah kapal terbang Boeing memecut 25 ms-2
semasa berlepas dari lapangan tebang KLIA.

(10) Kem Batu 10 terletak sejauh 15 km dari Bandar
Kuantan.

(11) Hadlaju di Lebuhraya Pantai Timur ialah 110km/j.

Berikan contoh-contoh kuantiti skalar dan kuantiti vektor.

Kuantiti Skalar Kuantiti Vektor

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 11

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

1.4 Pengukuran  Pengukuran suatu kuantiti fizik memerlukan alat
Pengukuran kuantiti fizik pengukuran yang sesuai.

Contoh kesilapan memilih  Kesesuaian alat pengukur yang digunakan
alat pengukur: bergantung kepada magnitud sesuatu kuantiti
Penimbang elektronik itu fizik yang diukur.
menunjukkan bacaan 0.0 g
bagi jisim sehelai kertas tisu.  Magnitud sesuatu kuantiti fizik tidak boleh
melebihi had keupayaan sesebuah alat pengukur.

 Selain itu, kepekaan sesuatu alat pengukur juga
perlu diambil kira dalam membuat pemilihan alat
pengukur bagi sesuatu kuantiti fizik.

 Contoh: Pembaris meter sesuai digunakan untuk
mengukur panjang sebuah buku tetapi tidak
sesuai digunakan untuk mengukur panjang
bangunan.

Aktiviti perbincangan: Tentukan alat pengukur yang sesuai bagi kuantiti fizik berikut.

Kuantiti fizik Alat pengukur
(1) Panjang buku teks

(2) Panjang meja makmal

(3) Diameter duit syiling 10 sen

(4) Ketebalan duit syiling 50 sen

(5) Jarak lontaran dalam acara lontar peluru

(6) Jisim sebuah buku tulis

(7) Isi padu secawan air minuman

(8) Catatan masa untuk acara larian 200 m

(9) Suhu pesakit demam panas

(10) Suhu air mendidih

(11) Arus elektrik yang mengalir dalam satu litar
lengkap.

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 12

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Kejituan, kepersisan dan kepekaan

Pendahuluan
 Ukuran yang tepat 100% tidak pernah diperolehi.

Ukuran merupakan nilai perbandingan di antara suatu objek yang hendak diukur
dengan skala piawai/ teori.

 Semua ukuran merupakan nilai anggaran sahaja.
Oleh itu apabila membuat ukuran kita mestilah mengetahui kepersisan, kepekaan
dan kejituan alat.

Maksud Kejituan
 Kejituan suatu ukuran ialah sejauh mana sesuatu nilai pengukuran sama atau

menghampiri nilai sebenar atau nilai piawai.

 Nilai sebenar sesuatu kuantiti fizik merupakan nilai yang diterima oleh ahli-ahli
sains sebagai pengukuran terbaik yang boleh diperolehi.

 Kejituan sesuatu pengukuran dapat ditambah dengan:
(a) Menggunakan alat pengukuran yang lebih peka.
(b) Mengambil beberapa bacaan berulang
(c) Mengelakkan ralat bersistem dan ralat rawak
(d) Mengendalikan alat pengukuran dengan betul
(e) Mengambil bacaan dengan teliti

Maksud Kepersisan
Kepersisan ialah kebolehan suatu alat memberi bacaan yang konsisten pada setiap
kali ukuran dibuat.
 Contoh: 4 set bacaan masa yang diukur menggunakan jam randik.

Masa yang diambil untuk 20 ayunan lengkap, t /s

t1 t2 t3 t4

38.0 37.8 38.2 38.0
a

Aktiviti perbincangan:

Rajah di sebelah merupakan hasil
tembakan empat peserta A, B, C dan D.
Tentukan tahap kepersisan dan kejituan
tembakan mereka. Lengkapkan jadual di
bawah dengan menggunakan perkataan
‘tinggi’, ‘sederhana’ dan ‘rendah’.

Peserta Kepersisan Kejituan

A

B

C

D
a

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 13

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Pengertian Kepekaan
 Kepekaan ialah kebolehan suatu alat bergerak balas dengan cepat terhadap

kuantiti yang diukur dan seterusnya menunjukkan perubahan bacaan yang besar
terhadap perubahan kuantiti yang kecil.

 Kepekaan suatu alat juga bergantung kepada pembahagian skala terkecil, iaitu jika
pembahagian skala terkecil adalah sangat kecil, maka alat itu lebih peka.

Contoh:

Pembaris A

Pembaris B

Pembaris A lebih peka berbanding pembaris B.
 Contoh lain seperti angkup vernier adalah lebih peka daripada pembaris meter,

kerana pembahagian skala terkecilnya adalah lebih kecil.
 Angkup vernier pula dikatakan kurang peka jika dibandingkan dengan tolok skru

mikrometer.

Angkup vernier

Tolok skru mikrometer

 Miliammeter lebih peka daripada sebuah ammeter.

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 14

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Ralat bersistem dan ralat rawak

Pendahuluan:

Sebarang kuantiti fizik yang diukur mempunyai ketakpastian atau ralat dalam nilai
yang diperolehi menyebabkan nilai yang diukur berbeza daripada nilai sebenar.

Ralat pada amnya terbahagi kepada dua jenis iaitu ralat bersistem dan ralat rawak.

Ralat bersistem  Ralat bersistem ialah ketidakpastian dalam
pengukuran disebabkan oleh
(i) alat
(ii) pemerhati
(iii) persekitaran.

 Ralat bersistem yang disebabkan oleh alat ialah
seperti ralat sifar dan ketidaksempurnaan alat.

 Ralat sifar ialah bacaan yang bukan sifar apabila
bacaan sebenar adalah sifar.

Bacaan alat yang
mempunyai ralat bersistem  Ketidaksempurnaan alat di mana semasa

ditentukur di kilang keadaan fizik seperti suhu,
tekanan dan sebagainya mungkin berbeza apabila
alat itu digunakan di luar.

 Contohnya panjang pembaris atau angkup vernier
mungkin berubah dengan suhu manakala jam
randik mungkin cepat atau menjadi lambat.

 Ralat bersistem yang disebabkan oleh pemerhati
contohnya adalah masa tindakbalas, kecacatan

A disebabkan oleh rabun jauh atau rabun dekat.

Ralat sifar pada ammeter  Masa tindak balas ialah sela masa masa
seseorang memulakan tombol jam 'mula' dengan
masa sesuatu kuantiti mula dikira.

 Ralat bersistem yang disebabkan oleh
persekitaran ialah membuat anggapan yang salah
mengenai sesuatu kuantiti.
Contohnya menganggap nilai pecutan graviti
sebagai 9.81 ms-2 pada semua tempat.

 Ralat bersistem tidak dapat dihapuskan dengan
mengambil min bacaan (purata).

 Ralat bersistem boleh dikurangkan dengan
merekabentuk dan menjalankan eksperimen
dengan cermat dan mengulangi eksperimen
dengan menggunakan alat-alat yang berlainan.
Contohya semak bacaan sifar angkup vernier atau
semak masa yang diambil oleh jam randik dengan
jam randik yang lain.

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 15

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Ralat rawak  Ralat rawak ialah ketidakpastian disebabkan oleh
pemerhati semasa membuat pengukuran.

Bacaan alat yang  Ralak rawak disebabkan pemerhati:
mempunyai ralat rawak (a) salah membaca sesuatu skala
(b) salah membilang ayunan
(c) Ralat paralaks
(d) Memberi tekanan berlainan setiap kali rahang
mikrometer ditutup
(e) Perubahan suhu menyebabkan bacaan diambil
adalah lebih besar atau lebih kecil daripada nilai
sebenar.

 Ralat paralaks adalah ralat kesilapan bacaan yang
dibuat akibat kedudukan mata pemerhati tidak
tepat dengan skala yang dibaca.

 Ralak rawak boleh dikurangkan dengan

mengulangi bacaan dan kemudian menentukan

Ralat paralaks disebabkan min (purata) bacaan.

kesilapan kedudukan mata

pemerhati

Alat pengukuran yang digunakan dalam kehidupan harian

Jam randik : Mengukur kuantiti masa
Terdapat 2 jenis jam randik (stopwatch)
iaitu jam randik digital dan jam randik
analog.

Cara mengambil bacaan jam randik analog:
(1) Skala luar menunjukkan bacaan
dalam unit saat.

(2) Skala dalam menunjukkan bacaan
dalam unit minit.

(3) Skala terkecil jam randik ialah:

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

(4) Kepekaan jam randik ialah : ...............

(5) Kejituan jam randik ialah : ..................

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 16

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014
Pembaris meter : Mengukur kuantiti panjang

(1) Julat bacaan bagi pembaris meter ialah : .........................
(2) Skala terkecil pembaris meter ialah : ........................
(3) Kepekaan pembaris meter ialah : ........................
(4) Kejituan pembaris meter ialah : ........................

Angkup Vernier : Mengukur kuantiti panjang

Rahang dalam Ekor (1) Angkur vernier digunakan untuk
(Mengukur (Mengukur mengukur diameter dalam, diameter
kedalaman bekas) luar dan kedalaman bekas.
diameter dalam)
(2) Skala terkecil angkup vernier ialah :

...................
(3) Kepekaan angkup vernier ialah :

Rahang luar ...................
(Mengukur (4) Kejituan angkup vernier ialah :
diameter luar)
...................
Cara mengambil bacaan angkup vernier :

Skala utama
cm

Skala vernier Garis skala utama sebelum
tanda ‘0’ pada skala vernier

Bacaan skala utama : ......................

Bacaan skala vernier : ......................

Bacaan angkup vernier : ......................

Tanda ‘0’ Garis skala vernier yang selari
dengan garis skala utama

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 17

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Ralat sifar pada angkup vernier

Ralat sifar positif Ralat sifar negatif

Nilai ralat sifar = ....................... Nilai ralat sifar = .......................

Bacaan sebenar = Bacaan angkup vernier – Bacaan ralat sifar

Latihan : Mengukur menggunakan angkup vernier
(1)

Bacaan skala utama : ......................
Bacaan skala vernier : ......................
Bacaan angkup vernier : ......................
(2)

Bacaan skala utama : ......................
Bacaan skala vernier : ......................
Bacaan angkup vernier : ......................

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 18

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014
(3)

Bacaan skala utama : ......................
Bacaan skala vernier : ......................
Bacaan angkup vernier : ......................
(4)

Bacaan skala utama : ......................
Bacaan skala vernier : ......................
Bacaan angkup vernier : ......................
(5)

Bacaan skala utama : ......................
Bacaan skala vernier : ......................
Bacaan angkup vernier : ......................

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 19

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014
(6)
(a) Tentukan ralat sifar angkup
(a) Apabila rahang dirapatkan vernier tersebut.
........................................................

(b) Tentukan bacaan angkup vernier
dalam (b).
........................................................

(c) Tentukan bacaan sebenar
diameter luar tabung uji tersebut.
........................................................
........................................................

(b) Apabila mengukur diameter luar (a) Tentukan ralat sifar angkup
tabung uji vernier tersebut.

(7) ........................................................

(a) Apabila rahang dirapatkan (b) Tentukan bacaan angkup vernier
dalam (b).

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

(c) Tentukan bacaan sebenar
ketebalan papan tersebut.

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

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

(b) Apabila mengukur ketebalan papan.

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 20

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Tolok Skru Mikrometer : Mengukur kuantiti panjang

(1) Tolok skru mikrometer

digunakan untuk mengukur,

Skala Bidal ketebalan objek kecil dan
utama diameter objek yang kecil.
Anvil Spindal

(2) Ia mempunyai kepekaan dan
kejituan yang lebih baik
berbanding angkup vernier.

Skala Racet (3) Apabila diletakkan objek,
vernier rahang ditutup dengan
memutarkan bidal. Apabila
rahang hampir rapat dengan
objek, putarkan racet sehingga
bunyi 'tik' yang pertama.

(4) Racet digunakan bagi
mengelakkan bidal diputar
secara berlebihan dan
memastikan tekanan yang

mm dikenakan terhadap objek tidak
terlalu tinggi.

Dengan merujuk gambar di atas, tentukan :
(a) Skala terkecil tolok skru mikrometer : ...................
(b) Kepekaan tolok skru mikrometer ialah : ...................
(c) Kejituan tolok skru mikrometer ialah : ...................

Cara mengambil bacaan tolok skru mikrometer:

Bacaan skala utama : ......................

Bacaan skala vernier : ......................

Bacaan tolok skru mikrometer : ......................

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 21

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Ralat sifar pada tolok skru mikrometer

Ralat sifar positif Ralat sifar negatif

Nilai ralat sifar = ....................... Nilai ralat sifar = .......................

Bacaan sebenar = Bacaan tolok skru mikrometer – Bacaan ralat sifar

Latihan : Mengukur menggunakan tolok skru mikrometer

(1)

Bacaan skala utama : ......................

Bacaan skala vernier : ......................

Bacaan tolok skru mikrometer : ......................
(2)

Bacaan skala utama : ......................

Bacaan skala vernier : ......................

Bacaan tolok skru mikrometer : ......................

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 22

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014
(3)

Bacaan skala utama : ......................

Bacaan skala vernier : ......................

Bacaan tolok skru mikrometer : ......................
(4)

Bacaan skala utama : ......................

Bacaan skala vernier : ......................

Bacaan tolok skru mikrometer : ......................
(5)

Bacaan skala utama : ......................

Bacaan skala vernier : ......................

Bacaan tolok skru mikrometer : ......................

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 23

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014
(6)
(a) Tentukan ralat sifar tolok skru
(a) Apabila anvil dan spindal dirapatkan mikrometer tersebut.
........................................................

(b) Tentukan bacaan tolok skru
mikrometer dalam (b).
........................................................

(c) Tentukan bacaan sebenar
diameter dawai tersebut.
........................................................
........................................................

(b) Apabila mengukur diameter seutas dawai (a) Tentukan ralat sifar tolok skru
(7) mikrometer tersebut.

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

(b) Tentukan bacaan tolok skru
mikrometer dalam (b).

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

(a) Apabila anvil dan spindal dirapatkan (c) Tentukan bacaan sebenar
ketebalan logam tersebut.

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

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

(b) Apabila mengukur ketebalan logam 24

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

1.5 Penyiasatan saintifik

Penyiasatan saintifik adalah penting dalam fizik. Hasil daripada penyiasatan saintifik
kita dapat membuat kesimpulan tentang fenomena yang diperhatikan.
Penyiasatan saintifik juga dapat membuktikan kesahihan sesuatu hipotesis, teori dan
hukum.

Langkah-langkah dalam menjalankan penyiasatan saintifik ialah:
1) Membuat pemerhatian
2) Mengenal pasti masalah
3) Membuat Inferens
4) Membina hipotesis
5) Merancang eksperimen
6) Menjalankan eksperimen
7) Mengumpul data dan menjadualkan data
8) Menganalisis dan mentafsir data
9) Membuat kesimpulan

Mengenal pasti masalah
Berdasarkan pemerhatian terhadap fenomena-fenomena yang berlaku di sekeliling
kita, persoalan akan timbul daripada sikap ingin tahu.

Persoalan-persoalan berdasarkan pemerhatian yang boleh dikemukakan seperti :
 Apakah sebab sebuah kenderaan berat sukar digerakkan daripada
keadaan pegun?
 Kenapa buaian bertali panjang berayun lebih lambat berbanding buaian
bertali pendek?

Membuat inferens
Membuat andaian awal terhadap sesuatu pemerhatian tanpa menjalankan penyiasatan
saintifik yang lebih lanjut. Inferens boleh jadi benar atau tidak.

Contoh-contoh pernyataan inferens seperti:
 Inersia sesuatu objek bergantung kepada jisim objek.
 Tempoh ayunan bandul bergantung kepada jisim pemberat.

Membina hipotesis
Hipotesis merupakan suatu pernyataan berasaskan satu teori yang perlu dibuktikan.

Hipotesis seharusnya dapat menyatakan hubungan awal antara pemboleh ubah yang
dimanupulasikan dengan pemboleh ubah yang bergerak balas.

Kesahihan hipotesis seharusnya boleh diuji melalui penyiasatan saintifik.

Contoh pernyataan hipotesis seperti:
 Semakin bertambah jisim objek, semakin bertambah inersia objek.
 Semakin bertambah panjang bandul, semakin bertambah tempoh ayunan.

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 25

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Merancang eksperimen
Dalam merancang eksperimen, beberapa perkara harus dilakukan iaitu:

(i) Menyatakan tujuan eksperimen
(ii) Mengenal pasti pemboleh ubah- pemboleh ubah
(iii) Mendefinasi secara operasi bagi pemboleh ubah
(iv) Mengenal pasti jenis alat radas dan bahan yang sesuai dan berfungsi
(v) Mengenal pasti susunan radas
(vi) Mengemukakan prosedur eksperimen
(vii) Merancang penjadualan data dan analisis data
(viii) Menentukan langkah berjaga-jaga yang harus dipatuhi.

Menyatakan tujuan eksperimen
Tujuan eksperimen merupakan pernyataan objektif eksperimen untuk mencari
hubung kait antara pemboleh ubah dimanipulasikan dengan pemboleh ubah yang
bergerak balas. Contoh pernyataan tujuan eksperimen:

 Mengkaji hubungan antara jisim plastisin dengan tempoh ayunan gergaji.
 Mengkaji hubungan antara jisim pemberat dengan tempoh ayunan.

Mengenal pasti pemboleh ubah-pemboleh ubah.
(a) Pemboleh ubah dimanipulasikan
 Pemboleh ubah dimanipulasikan ialah faktor yang dimanipulasi atau
diubah untuk mengkaji kesan terhadap hasil eksperimen.
 Sekurang-kurangnya 5 set bacaan pemboleh ubah dimanipulasikan
ditentukan sebelum sesuatu eksperimen dijalankan.

(b) Pemboleh ubah yang bergerak balas
 Pemboleh ubah yang bergerak balas harus boleh diukur menggunakan
alat pengukur di dalam suatu eksperimen.
 Nilai-nilai pemboleh ubah yang bergerak balas bergantung kepada
pemboleh ubah dimanipulasikan.
 Sekurang-kurangnya 5 set bacaan pemboleh ubah yang bergerak balas
diperolehi daripada suatu eksperimen bagi menguji kesahihan
hipotesis.

(c) Pemboleh ubah yang dimalarkan
 Kuantiti fizik yang dapat mempengaruhi pemboleh ubah bergerak balas
tetapi ditetapkan sepanjang eksperimen

Mendefinisikan secara operasi pemboleh ubah
Mendefinisikan pemboleh ubah secara operasi bermakna menyatakan dengan jelas
maksud pemboleh ubah itu.
Contoh definisi secara operasi pemboleh ubah seperti :

 Inersia ialah tempoh masa untuk satu bilah gergaji membuat satu ayunan

lengkap.
 Daya apungan ialah berat air tersesar.

Mengenal pasti alat radas dan bahan eksperimen
Ketika eksperimen dirancang, perkara utama yang perlu dinyatakan adalah senarai
alat radas dan bahan yang diperlukan dalam eksperimen tersebut.

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 26

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Mengenal pasti susunan radas ekspeimen
Susunan radas dan penyediaan bahan eksperimen perlu dirancang agar ia sesuai dan
berfungsi dalam mengawal bacaan pemboleh ubah dimanipulasikan dan berupaya
mengukur bacaan pemboleh ubah yang bergerak balas.
Susunan radas boleh diringkaskan dengan melukis gambarajah susunan radas
berlabel dengan lengkap.

Mengemukakan prosedur eksperimen
Prosedur menjalankan eksperimen perlu dinyatakan secara langkah demi langkah
dengan teliti. Prosedur yang ditulis haruslah merangkumi aspek-aspek berikut:

 Kaedah mengawal pemboleh ubah dimanipulasikan
 Kaedah mengukur pemboleh ubah yang bergerak balas
 Ulangan eksperimen dengan nilai pemboleh ubah dimanipulasi yang berlainan.

Menentukan langkah berjaga-jaga dalam suatu eksperimen
Langkah berjaga-jaga harus diambil perhatian dalam suatu eksperimen bagi
memastikan bacaan pemboleh ubah yang bergerak balas yang diperolehi
menghampiri nilai sebenar.
Contoh langkah berjaga-jaga ialah seperti:

 Mengelak ralat paralaks dengan memastikan kedudukan mata serenjang
dengan skala alat pengukuran.

 Membuat ulangan bacaan dan nilai bacaan purata diambil.

Menjalankan eksperimen
Eksperimen yang dijalankan mesti menepati kehendak tujuan eksperimen dan
mengikut semua prosedur eksprimen yang telah dirancang.

Kemahiran manipulatif perlu ada pada setiap individu semasa menjalankan
eksperimen terutama semasa membuat susunan radas dan mengambil bacaan
menggunakan alat pengukuran sainifik.

Pengetahuan dan kemahiran dalam pengendalian alat radas dan bahan amat penting
dalam penyiasatan saintifik.

Mengumpul dan menjadualkan data
Semua data pemboleh ubah dimanipulasi dan data pemboleh ubah yang bergerak
balas direkodkan dalam bentuk jadual yang bersistematik.

Berikut antara panduan penjadualan data yang dicadangkan:

 Pemboleh ubah dimanipulasikan ditulis pada lajur atau baris yang pertama.
 Pemboleh ubah yang bergerak balas ditulis pada lajur atau baris yang kedua.
 Data sekunder (jika ada) ditulis pada lajur atau baris yang ketiga.
 Nama kuantiti fizik dan/atau simbol kuantiti fizik dan unitnya ditulis di atas

setiap lajur dan baris.
 Setiap bacaan yang dicatatkan hendaklah mengikut kepekaan alat pengukuran

yang digunakan.
 Angka-angka bacaan dalam sesuatu lajur atau baris mesti dicatatkan dengan

tempat perpuluhan yang teka.
 Nilai pengiraan akhir bagi data sekunder boleh dicatatkan dengan satu tempat

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 27

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

perpuluhan melebihi tempat perpuluhan nilai yang diukur.
Contoh jadual data: [Lengkapkan jadual dengan bimbingan guru]

Panjang Masa yang diambil untuk Purata masa yang diambil Tempoh

bandul, melengkapkan 20 ayunan, t /s untuk melengkapkan 20 ayunan,

l /cm t1 t2 ayunan, tpurata /s T/s

90.0 38.0 37.8

80.0 36.2 36.6

70.0 32.4 32.2

60.0 31.6 31.4

50.0 28.6 28.2

S

Menganalisis dan mentafsir data

Set data yang direkodkan dalam jadual akan dianalisis dengan melukis graf.

Graf yang dilukis seharusnya boleh menunjukkan hubungan antara pemboleh ubah
yang dimanipulasi dengan pemboleh ubah yang bergerak balas.

Hubungan antara kedua-dua pemboleh ubah ditentukan dengan mengekstrapolasikan
graf (memanjangkan graf).

Nilai kecerunan graf yang dihitung dapat memberikan maklumat tentang suatu nilai
pemalar tertentu seperti kecerunan graf daya, F melawan pemanjangan spring, x
mewakili nilai pemalar kekenyalan suatu spring, k.

Langkah 1: Menulis tajuk graf di bahagian atas kertas graf dan melukis garisan
paksi – x dan paksi – y.

 Simbol kuantiti Fizik dan unitnya ditulis pada kedua-dua paksi.
 Saiz graf yang dilukis mestilah merangkumi lebih separuh saiz ruang kertas

graf.

Contoh : Graf F melawan x
F /N
Graf T2 melawan l

T2 /s2

l /cm x /cm

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 28

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Langkah 2: Menentukan skala bagi kedua-dua paksi graf.
 Setiap paksi mesti ditanda dengan skala yang sesuai.
 Skala yang terbaik seharusnya dapat memenuhi julat bacaan data, membantu
dalam memplot data, menghasilkan saiz graf yang besar dan seragram.
 Gandaan 1, 2, 5 dan nombor genap dicadangkan untuk digunakan sebagai
skala di dalam graf. Gandaan seperti 3, 4 dan nombor ganjil tidak dibenarkan.

Contoh:

Graf F melawan x Graf F melawan x
F /N F /N

40 16

30 12
20 8

10 x /cm 4 x /cm
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5

Skala nombor genap Skala nombor ganjil

Langkah 3: Memplot dan melukis garisan penyesuaian terbaik.
 Titik-titik diplot dengan berhati-hati.
 Dalam suatu eksperimen, data yang diperolehi mungkin terdiri daripada
hubungan linear atau bukan linear. Untuk hubungan linear, graf yang dilukis
adalah dalam garis lurus. Oleh yang demikian, satu garis lurus penyesuaian
terbaik perlu dilukis.
 Panduan semasa melukis garis lurus penyesuaian terbaik adalah seperti
berikut.
1. Garis yang dilukis mesti melalui kebanyakkan titik yang diplotkan.
2. Titik-titik yang tidak menyentuh garis graf perlu berhampiran dengan garis
graf yang dilukis.
3. Bilangan titik yang tidak menyentuh di sebelah atas garis adalah lebih
kurang sama atau sama dengan bilangan titik di sebelah bawah garis graf.

Contoh: Graf garis lurus

F /N V /V
Graf F melawan x Graf V melawan I

60 x /cm 5 I /A

50  4
40  3
30  2
20  1
10 
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 29

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Contoh : Graf garis lengkung

T /s Graf T melawan m x /cm

6.0  Graf x melawan a
5.0 
4.0 6.0

5.0



4.0

3.0 3.0 
2.0 
 1.0  

2.0 10 20 30 40 50

1.0 m/g a/cm
10 20 30 40 50

Menganalisis dan mentafsir graf
Mengira kecerunan graf

(1) Kecerunan graf garis lurus
Langkah-langkah menentukan kecerunan graf bagi graf garis lurus:
 Pilih dua titik yang koordinatnya mudah dibaca.
 Pastikan jarak antara dua titik yang dipilih itu cukup besar
 Menggunakan dua titik yang dipilih, bina satu segi tiga bersudut tegak
dengan saiz minimum 6 cm x 6 cm dan dilabelkan koordinat pada
kedua-dua titik.
 Hitung kecerunan graf, m dengan formula umum berikut :
Kecerunan graf, m = y2  y1
x2  x1

F /N Graf F melawan x Unit nilai kecerunan graf, m

unit paksi - y
=

unit paksi - x
50 

40  Tentukan kecerunan graf, m.

30 

20 

10 

1 2 3 45 6 7 x /cm

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 30

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

(2) Kecerunan tangen pada graf lengkung
Bagi garis lengkung, kecerunan tangen adalah berbeza pada setiap titik.
Langkah-langkah untuk menentukan kecerunan pada mana-mana titik di atas
garis lengkung:
 Pada titik yang dipilih di atas garis lengkung, lukiskan garis tangen.
 Bina satu segi tiga bersudut tegak dengan menggunakan garis tangen
yang telah dilukis.
 Daripada segi tiga yang dibina, hitung kecerunan graf, m.

T /s Graf T melawan l

2.5 Tentukan kecerunan graf, m

 pada titik l = 46 cm.

2.0

1.5 


1.0 



0.5

10 20 30 40 50 60 70 80 l /cm

Mengekstrapolasikan graf

Graf lurus diekstrapolasikan apabila :

 Mencari nilai atau maklumat di luar julat bacaan yang diperolehi.

 Menentukan hubung kait antara pemboleh ubah dimanipulasikan dan

pemboleh ubah yang bergerak balas.

V/V Graf V melawan I F /N
Graf F melawan x
Tentukan nilai V
2.5 apabila I = 0 A. 60

2.0 50

V = ……… 40

1.5 30

1.0 20

0.5 I/A 10 x /cm
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1 23 4 5

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 31

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Menentukan hubungan antara pemboleh ubah-pemboleh ubah daripada graf
yy

Graf y melawan x Graf y melawan x

x x

y berkadar terus dengan x y bertambah secara linear dengan x

y y
Graf y melawan x Graf y melawan x

xx

y berkadar songsang dengan x y berkurang secara linear dengan x

a

Membuat kesimpulan

Kesimpulan suatu eksperimen dibuat daripada hasil analisis dan tafsiran data.

Jika kesimpulan satu penyiasatan saintifik adalah sama dengan hipotesis yang
dibuat, maka hipotesis itu dijadikan satu teori.

Kadang kala eksperimen dijalankan untuk mentahkik sesuatu hukum atau prinsip.

Jika kesimpulan eksperimen adalah sama dengan hukum atau prinsip yang diuji,

maka hukum atau prinsip itu dikatakan telah ditahkikkan.

Misalnya jika graf daya, F melawan pemanjangan spring, x diperolehi seperti di

bawah:

F

Contoh pernyataan kesimpulan: Graf F melawan x

Daripada graf F melawan x:
F berkadar terus dengan x.
Maka Hukum Hooke dikatakan telah
ditahkikkan.

x

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 32

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Aktiviti penyiasatan saintifik
Fenomena harian:
Dina bermain buaian di taman permainan. Dia
mendapati buaian yang bertali pendek berayun lebih
cepat berbanding buaian bertali panjang.
Berdasarkan maklumat dan pemerhatian situasi itu;
nyatakan satu inferens dan bina satu hipotesis.

Tuliskan rangka satu eksperimen yang boleh
dilakukan di dalam makmal bagi menguji hipotesis
yang telah dibina.

Inferens
Hipotesis

Tujuan

Pemboleh ubah Dimanipulasi :
Senarai radas Bergerak balas :
Dimalarkan :

Susunan radas

Prosedur

Penjadualan 33
data

Analisis data

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan

Modul Pengajaran Fizik Tingkatan 4 Tahun 2014

Cikgu Khairul Anuar, SMK Seri Mahkota, Kuantan 34