ii BAB 1 Daya dan Gerakan II Force and Motion II 1.1 Daya Paduan Resultant Force ...........................................................1 1.2 Leraian Daya Resolution of Forces ....................................................8 1.3 Keseimbangan Daya Forces in Equilibrium................................................11 1.4 Kekenyalan Elasticity ....................................................................15 Soalan Berformat SPM .....................................................19 BAB 2 Tekanan Pressure 2.1 Tekanan Cecair Pressure in Liquids ....................................................32 2.2 Tekanan Atmosfera Atmospheric Pressure ................................................38 2.3 Tekanan Gas Gas Pressure ..............................................................41 2.4 Prinsip Pascal Pascal’s Principle ......................................................44 2.5 Prinsip Archimedes Archimedes’ Principle ...............................................47 2.6 Prinsip Bernoulli Bernoulli’s Principle ..................................................52 Soalan Berformat SPM .....................................................57 BAB 3 Elektrik Electricity 3.1 Arus dan Beza Keupayaan Current and Potential Difference ..............................68 3.2 Rintangan Resistance ..................................................................72 3.3 Daya Gerak Elektrik (d.g.e.) dan Rintangan Dalam Electromotive Force (e.m.f.) and Internal Resistance ...................................................................................78 3.4 Tenaga dan Kuasa Elektrik Electrical Energy and Power ....................................84 Soalan Berformat SPM .....................................................89 BAB 4 Keelektromagnetan Electromagnetism 4.1 Daya ke Atas Konduktor Pembawa Arus dalam suatu Medan Magnet Force on a Current-carrying Conductor in a Magnetic Field ........................................................................103 4.2 Aruhan Elektromagnet Electromagnetic Induction ......................................111 4.3 Transformer Transformer .............................................................119 Soalan Berformat SPM ...................................................125 BAB 5 Elektronik Electronics 5.1 Elektron Electron ...................................................................138 5.2 Diod Semikonduktor Semiconductor Diode ..............................................141 5.3 Transistor Transistor ................................................................147 Soalan Berformat SPM ...................................................155 BAB 6 Fizik Nuklear Nuclear Physics 6.1 Reputan Radioaktif Radioactive Decay ...................................................167 6.2 Tenaga Nuklear Nuclear Energy ........................................................172 Soalan Berformat SPM ...................................................181 BAB 7 Fizik Kuantum Quantum Physics 7.1 Teori Kuantum Cahaya Quantum Theory of Light ........................................188 7.2 Kesan Fotoelektrik Photoelectric Effect .................................................193 7.3 Teori Fotoeletrik Einstein Einstein’s Photoelectric Theory ...............................197 Soalan Berformat SPM ...................................................201 Amali Wajib Fizik KSSM Tingkatan 5 ...... AW-1 – AW-24 Amali Sains Bersepadu (Kertas 3) .................. MG-1 – MG-8 Lembaran Pentaksiran Bilik Darjah (PBD) ............................................................ MG-9 – MG-24
Nota 1.1 Daya Paduan Resultant Force 1. Daya paduan ialah satu daya tunggal mewakili jumlah secara vektor dua atau lebih daya yang bertindak ke atas sesuatu objek. Resultant force is a single force that is represented by vector sum of two or more forces that act on an object. 2. Menentukan daya paduan bagi dua daya yang bertindak ke atas objek: Determining resultant force of two forces that act on the object: Daya Force Gambar rajah Diagram Daya paduan, F Resultant force, F Arah Direction 1. Dua daya bertindak pada arah yang sama Two forces act along the same direction F2 F1 F = F1 + F2 Sama dengan arah daya Same direction with forces 2. Dua daya bertindak pada arah yang bertentangan Two forces act in opposite direction F1 F2 F = F1 – F2 Sama dengan arah daya yang lebih besar Same direction with bigger force 3. Dua daya bertindak pada arah berserenjang antara satu sama lain Two forces that act perpendicular to each other θ F2 F1 F F = ABBBBBB F1 2 + F2 2 Guna kaedah teorem Pythagoras Use Pythagoras Theorem Arah daya paduan Direction of resultant force θ = tan–1 1 F —–2 F1 2 4. Dua daya bertindak pada arah yang tidak berserenjang antara satu sama lain Two forces that act not perpendicular to each other F2 F1 θ Daya paduan ditentukan dengan lukisan berskala menggunakan: Resultant force can be determined using: (a) Kaedah segi tiga Triangle method (b) Kaedah segi empat selari Parallelogram method Buku Teks m.s. 2-12 Daya dan Gerakan II Force and Motion II BAB 1 1 01_Modul A+ Fizik Tg5.indd 1 28/10/2021 10:57 AM
3. Langkah-langkah menentukan daya paduan dengan kaedah segi tiga dan kaedah segi empat selari: Steps to determine resultant force using triangle and parallelogram method: F2 F1 θ (a) Kaedah segi tiga Triangle method (b) Kaedah segi empat selari Parallelogram method Langkah 1: Pilih skala yang sesuai Step 1: Choose the suitable scale Langkah 2: Step 2: θ F1 F2 Langkah 3: Step 3: θ F1 Fr F2 Langkah 1: Pilih skala yang sesuai Step 1: Choose the suitable scale Langkah 2: Step 2: F2 F1 θ Langkah 3: Step 3: F1 F2 θ Langkah 4: Step 4: Daya paduan / Resultant force, F = panjang pepenjuru / length of diagonal F1 Fr F2 θ 4. Daripada Hukum Gerakan Newton Kedua, hubungan antara daya paduan, jisim dan pecutan ialah: From Newton’s Second Law of Motion, relationship between resultant force, mass and acceleration is: F = ma di mana/ where: F = daya paduan / resultant force m = jisim / mass a = pecutan / acceleration 5. Daya paduan, F dan gerakan objek: Resultant force and the object motion: • Objek dalam keadaan pegun atau; Object is stationary or; • Objek bergerak dengan halaju seragam Object moves with constant velocity Objek bergerak dengan pecutan seragam Object moves with constant acceleration Daya dalam keseimbangan Force in equilibrium Daya tidak dalam keseimbangan Force not in equilibrium F = 0 F ≠ 0 2 BAB 1 01_Modul A+ Fizik Tg5.indd 2 28/10/2021 10:57 AM
6. Daya paduan dan gerakan lif. / Resultant force and motion of lift. W R Mesin penimbang Weighing scale Lif Lift W R Mesin penimbang Weighing scale Lif Lift W R Mesin penimbang Weighing scale Lif Lift Arah pergerakan Direction of motion Arah pergerakan Direction of motion Jenis gerakan lif dan berat ketara Type of motion of lift and apparent weight Daya paduan/ Resultant force 0 Berat ketara/ Apparent weight R = W R = mg Pegun Stationary Memecut ke atas Accelerate upward Memecut ke bawah Accelerate downward Daya paduan/ Resultant force R − W = ma Berat ketara/ Apparent weight R = ma + W R = ma + mg Daya paduan/ Resultant force W − R = ma Berat ketara/ Apparent weight R = W – ma R = mg – ma 7. Daya paduan dan sistem takal / Resultant force and pulley system (a) Apabila satu daya, F menarik beban menggunakan takal licin, tegangan tali, T adalah sama dengan daya tarikan, F (F = T). When a force, F used to pull a load over a pulley, the tension, T is equal to the pulling force, F (F = T). Situasi/ Situation Rajah/ Diagram Analisis daya/ Force analysis Beban pegun atau bergerak dengan halaju seragam, maka pecutan, a adalah sifar Load is stationary or move with constant velocity, then acceleration, a is zero Takal licin Smooth pulley W = mg T F T Daya dikenakan/ Applying force; F = ma T – mg = ma Oleh kerana/ Since, a = 0 ➮ T – mg = 0 T = mg Oleh kerana/ since, F = T ∴ F = mg = W Beban ditarik ke atas dengan pecutan, a maka tegangan, T . mg The load is pulled upwards with an acceleration, a, then tension, T . mg Takal licin Smooth pulley W = mg T F T a Daya dikenakan/ Applying force; F = ma T – mg = ma T = ma + mg Oleh kerana / Since, F = T ∴ F = mg + ma 3 BAB 1 01_Modul A+ Fizik Tg5.indd 3 28/10/2021 10:57 AM
(b) Apabila dua beban digantung menggunakan tali yang sama pada takal licin, beban yang lebih berat akan memecut ke bawah manakala beban yang ringan akan memecut ke atas dengan magnitud yang sama. Tegangan tali, T adalah tetap. When two load hung using the same string over a smooth pulley, the heavier load will accelerate downwards while the lighter load will accelerate upwards with the same magnitude. The string tension, T is constant. F = ma W2 – W1 = (m1 + m2 )a Jika/ If: m2 . m1 Takal licin Smooth pulley W2 = m2 g W1 = m1 g a m2 m1 T T A Daya paduan Resultant force 1. Tentukan daya paduan dalam setiap keadaan dan nyatakan arah gerakannya. TP 3 Determine the resultant force in each situation and state the direction of its movement. Situasi Situation Daya paduan, F Resultant force, F Arah gerakan Direction of motion (a) 10 N 20 N F = 20 + 10 = 30 N Kanan Right (b) 10 N 20 N F = 20 – 10 = 10 N Kanan Right (c) 10 N 10 N F = 10 – 10 = 0 N Pegun Stationary (d) 18 N 10 N F = 10 – 18 = –8 N Kiri Left (e) 15 N 4 N F = 15 – 4 = 11 N Ke atas Upward (f) F1 = 5 N F2 = 12 N F = ABBBBBB 122 + 52 = 13 N θ = tan–1 1—– 5 12 2 = 22.6° Arah 22.6° dari F2 Direction is 22.6° from F2 (g) 450 N 600 N F = 450 – 600 = –150 N Ke bawah Downward (h) 1000 N 1000 N F = 1000 – 1000 = 0 N Pegun Stationary 4 BAB 1 01_Modul A+ Fizik Tg5.indd 4 20/01/2022 2:45 PM
2. Berdasarkan rajah di bawah, tentukan daya paduan, F dan arahnya dengan menggunakan kaedah segi tiga dan kaedah segi empat selari. Anda boleh gunakan skala 1 cm : 50 N TP 4 Based on the diagram below, determine the resultant force, F and its direction by using triangle method and parallelogram method. You may use scale 1 cm : 50 N 60° F1 = 100 N F2 = 200 N Penyelesaian/ Solution: (a) Kaedah segi tiga/ Triangle method F1 F2 2 cm 30° 4 cm Fr 5.3 cm F = 5.3 cm × 50 = 265 N Arah / Direction = 41° dari / from F1 (b) Kaedah segi empat selari/ Parallelogram method F1 F2 Fr 60° 2 cm 2 cm 4 cm 4 cm 5.3 cm F = 5.3 cm × 50 = 265 N Arah / Direction = 41° dari / from F1 B Menyelesaikan masalah melibatkan daya paduan, jisim dan pecutan objek Solving problem involve resultant force, mass and acceleration of object 1. Selesaikan masalah di bawah dengan: TP 3 Solve the problems below by: (a) Menghitung pecutan Calculating the acceleration (b) Menyatakan arah gerakan yang terhasil State the direction of motion produced (i) 8 N 4 N 2 N m = 3 kg Penyelesaian/ Solution: (a) F = ma 8 + 4 – 2= 3a a = 3.33 m s–2 (b) Arah: Ke kanan Direction: To the right (ii) 8 N m = 3 kg 8 N Penyelesaian/ Solution: (a) F = ma 8 – 8 = 3a a = 0 m s–2 (b) Arah: Tidak bergerak Direction: Not moving (iii) m = 3 kg 8 N 5 N Penyelesaian/ Solution: (a) F = ma 8 – 5 = 3a a = 1 m s–2 (b) Arah: Ke atas Direction: Upward 5 BAB 1 01_Modul A+ Fizik Tg5.indd 5 28/10/2021 10:57 AM
1. Rajah 1 menunjukkan seorang budak lelaki menolak kereta sorong. Diagram 1 shows a boy pushing a wheelbarrow. KBAT Mengaplikasi 30° F Rajah/ Diagram 1 Jumlah daya ke bawah ialah The total downward force is A F sin 30° + mg C F – F cos 30° B F sin 30° + F D F + mg 2. Rajah 2 menunjukkan graf daya-pemanjangan bagi suatu spring kuprum dan suatu spring keluli. Diagram 2 shows a force-extension graph of a copper spring and a steel spring. F/ N x/ cm 0 20 8 5 Keluli Steel Kuprum Copper Rajah/ Diagram 2 Antara pernyataan yang berikut, manakah adalah benar tentang kedua-dua spring kuprum dan keluli? Which of the following statements is true about both copper and steel springs? KBAT Menganalisis I Spring kuprum kurang keras daripada spring keluli. The copper spring is less stiffer than steel spring. II Pemalar daya bagi spring kuprum lebih besar daripada spring keluli./ The force constant of the copper spring is larger than the steel spring. III Diameter gegelung kuprum lebih besar daripada diameter gegelung keluli./ The diameter of the copper coil is larger than the diameter of the steel coil. IV Panjang spring kuprum lebih panjang daripada panjang spring keluli./ The length of the copper wire is longer than the length of the steel spring. A I dan II sahaja C I, II dan IV sahaja I and II only I, II and IV only B II dan IV sahaja D I, III dan IV sahaja II and IV only I, III and IV only 3. Rajah 3 menunjukkan beban M yang tergantung pada susunan spring, P, Q dan R. Semua spring adalah serupa. Diagram 3 shows a load M supported by the arrangement of springs, P, Q and R. All the springs are identical. KBAT Menganalisis 1 kg P Q R 1 kg 1 kg Beban/ Load M Beban/ Load M Beban/ Load M Rajah/ Diagram 3 Perbandingan yang manakah betul tentang pemanjangan P, Q dan R? Which comparison is correct about the extension of P, Q and R? A P , Q , R C R , Q , P B Q , R , P D R , P , Q 4. Daya adalah dalam keseimbangan bagi semua fenomena berikut kecuali The forces are in equilibrium for all the following phenomena except KBAT Mengaplikasi A sebuah buku jatuh dari meja a book falling from a table B sebuah kipas tergantung pegun di dalam bilik a fan hanging at rest in a room C sebiji mangga tergantung pegun di atas pokok a mango hanging at rest on a tree D sebuah motosikal menuruni bukit dengan halaju seragam a motocycle descending a hill at constant velocity 5. Antara graf berikut, yang manakah menunjukkan hubungan antara daya, F, dengan pemanjangan suatu spring, x? Which of the following graphs shows the relationship between the force, F and the extension of a spring, x? A 0 F x C 0 F x B 0 F x D 0 F x Soalan Berformat SPM Kertas 1 Paper 1 19 BAB 1 01_Modul A+ Fizik Tg5.indd 19 28/10/2021 10:57 AM
6. Rajah 6 menunjukkan Razman menunggang motosikal pada laju seragam 110 km j–1 . Terdapat dua daya yang menentang gerakan, iaitu rintangan udara 33 N dan daya geseran 75 N. Diagram 6 shows Razman rides a bike at a constant speed of 110 km h–1. There are two forces resisting motion are the air friction of 33 N and frictional force of 75 N. Rintangan udara Air friction Daya geseran Frictional force 110 km j–1 110 km h–1 Rajah/ Diagram 6 Hitung daya tujah enjin motosikal itu. Determine the thrust force of the engine. KBAT Menilai A 42 N B 108 N C 67 N D 110 N 7. Rajah 7 menunjukkan jaring penangkap ikan ditarik oleh sebuah bot menggunakan tali masing-masing dengan tegangan 80 N dan 60 N. Daya rintangan air yang bertindak ke atas jaring ialah 30 N. Diagram 7 shows fishing net is pulled by a boat using a string with tension 80 N and 60 N respectively. The water resistant acted on the net is 30 N. 30° 45° 60 N 80 N Rajah/ Diagram 7 Berapakah daya paduan yang bertindak ke atas jaring? What is the resultant force acting on the net? A 51.96 N B 56.57 N C 78.53 N D 108.53 N 8. Rajah 8 menunjukkan sebuah buaian bayi dengan satu spring, S. Diagram 8 shows a baby cradle with one spring, S. Spring S Spring S Rajah/ Diagram 8 Spring S hanya boleh menampung beban maksimum 5 kg. Kaedah manakah yang paling sesuai untuk membolehkan buaian itu menampung beban sehingga 10 kg? Spring S can only hold maximum load of 5 kg. Which method is the most appropriate to enable the cradle to hold a load up to 10 kg? A Menambahkan panjang spring itu Increase the length of the spring B Tambahkan satu lagi spring dan susunkan secara selari Add another spring and arrange them in parallel C Tambahkan satu lagi spring dan susunkan secara sesiri Add another spring and arrange them in series D Gunakan spring lain yang mempunyai diameter gegelung lebih besar Use another spring with a coil of bigger diameter 9. Rajah 9 menunjukkan spring X dan Y diregangkan oleh jisim yang berbeza. Diagram 9 shows spring X and Y were stretched by various masses. 0 1 kg 2 kg 3 kg 10 20 30 40 50 60 70 0 cm cm P Q X Y X Y 10 20 30 40 50 60 70 Rajah/ Diagram 9 Jika panjang asal spring X dan Y adalah 10.0 cm, berapakah panjang PQ? If the original length of X and Y is 10.0 cm, what is the length of PQ? A 85.0 cm C 125.0 cm B 105.0 cm D 150.0 cm 10. Rajah 10 menunjukkan sebuah kotak yang beratnya 10 N pegun di atas landasan condong. Daya-daya yang bertindak ke atasnya adalah dalam keseimbangan. Diagram 10 shows a box weighing 10 N resting on an inclined surface. The forces acting on the box are in equilibrium. F F 3 2 W F1 30° Rajah/ Diagram 10 Nilai F2 ialah The value of F2 is A 10 N C (10 cos 30°) N B (10 sin 30°) N D (10 sin 30° – F3 ) N KBAT Mengaplikasi 20 BAB 1 01_Modul A+ Fizik Tg5.indd 20 28/10/2021 10:57 AM
Bahagian/Section A 1. Rajah 1.1(a) menunjukkan sebuah beg penumbuk berjisim 100 kg digantung pada palang besi dengan seutas rantai P. Diagram 1.1(a) shows a punching bag of mass 100 kg is hung on the iron bar with a chain P. Tegangan/ Tension, T Rantai P Chain P Berat/ Weight, W Palang besi Iron bar 30° F Tali Rope Rantai P Chain P Palang besi Iron bar Tali Rope Rajah/ Diagram 1.1(a) Rajah/ Diagram 1.1(b) (a) Pada Rajah 1.1(a), tanda dan labelkan semua daya yang bertindak pada beg penumbuk. In Diagram 1.1(a), mark and label the forces that act on the punching bag. [2 markah/marks] (b) Beg penumbuk itu ditarik oleh tali ke satu sisi dengan daya F dan diikat pada palang besi. Rantai membuat sudut 30° dengan garis tegak seperti dalam Rajah 1.1(b). The punching bag is pulled by a rope sideway by a force F and tied to the iron bar. The chain makes an angle of 30° with the vertical line as shown in Diagram 1.1(b). (i) Pada ruang di sebelah, lukis rajah segi tiga daya untuk menunjukkan tiga daya, iaitu W, T dan F dalam keseimbangan. In the space at the side, draw the triangle of forces to show the three forces W, T and F are in equilibrium. [2 markah/marks] (ii) Hitung nilai F. Calculate the value of F. [guna/ use g = 10 m s–2] ——– F 1 000 = tan 30° F = 1 000 × tan 30° = 577.35 N [2 markah/marks] (c) Ketika latihan karate, Ananda menendang beg penumbuk dengan daya 70 N. Apakah pecutan beg penumbuk itu? Untuk meninggikan daya impuls, cadangkan apa yang perlu Ananda lakukan ketika dia menendang beg penumbuk itu seperti dalam Rajah 1.2. During karate training, Ananda kicks the punching bag with a force 70 N. What is the acceleration of the punching bag? To increase the impulsive force, suggest what Ananda should do when he kicks the punching bag as shown 1.2. F = ma 70 = 100 a a = ——70 100 = 0.7 m s–2 (i) Lari lebih laju sebelum menendang beg penumbuk. Run faster before he kicks the punching bag (ii) Mengurangkan masa hentaman ketika dia menendang beg penumbuk. Decrease the time of impact when he kicks the punching bag. [4 markah/marks] W F T 30° Kertas 2 Paper 2 KBAT Menilai Rajah/ Diagram 1.2 22 BAB 1 01_Modul A+ Fizik Tg5.indd 22 28/10/2021 10:57 AM
(f) Berdasarkan jawapan di 5(d), tentukan kabel yang paling sesuai untuk menggantung papan iklan. Based on your answer in 5(d), determine the most suitable cable for hanging the billboard. Kabel P / Cable P [1 markah/mark] Bahagian/Section B 6. Rajah 6.1(a) dan 6.1(b) menunjukkan dua cermin yang serupa digantung pada dinding menggunakan tali yang sama panjang. Diagram 6.1(a) and 6.1(b) show two identical mirrors that are hung up on the wall using the same length of the strings. 60° 60° B C A D T1 T1 Rajah/ Diagram 6.1(a) D A B C T2 T2 45° 45° Rajah/ Diagram 6.1(b) Kedua-dua cermin itu berada dalam keadaan keseimbangan. Jisim bagi setiap cermin ialah 4 kg. Setiap tali itu boleh menampung daya maksimum 20 N. The two mirrors are in equilibrium state. Each mirror has a mass of 4 kg. Each string can withstand a maximum force of 20 N. (a) Apakah maksud keadaan keseimbangan? What is meant by equilibrium state? Keadaan di mana daya paduan yang bertindak ke atas objek itu adalah sifar. The resultant force acted on the object is zero. [1 markah/mark] (b) Berdasarkan Rajah 6.1(a) dan Rajah 6.1(b), hitung Based on Diagram 6.1(a) and Diagram 6.1(b), calculate [guna/ use g = 9.81 m s–2] (i) Berat cermin/ The weight of the mirror W = mg = 4 × 9.81 = 39.2 N [1 markah/mark] (ii) Tegangan tali, T1 dan T2 / The tension of the strings, T1 and T2 2T1 sin 60° = 39.24 T1 = 22.66 N 2T2 sin 45° = 39.24 T2 = 27.75 N [4 markah/marks] 27 BAB 1 01_Modul A+ Fizik Tg5.indd 27 28/10/2021 10:57 AM
Anda dikehendaki untuk menentukan kereta sorong yang paling sesuai untuk melalui jalan berlumpur. You are required to determine the most suitable wheelbarrow to move on a muddy road. Kaji spesifikasi keempat-empat kereta sorong berdasarkan aspek-aspek berikut: Study the specifications of the four wheelbarrow based on the following aspects: (i) Kaedah menggerakkan kereta sorong Method of moving the wheelbarrow (ii) Jisim kereta sorong Mass of the wheelbarrow (iii) Saiz tayar Size of the tyre (iv) Sudut antara pemegang dengan garis ufuk The angle between the handle and the horizontal line Terangkan kesesuaian setiap aspek dan seterusnya tentukan kereta sorong yang paling sesuai. Beri sebab untuk pilihan anda. Explain the suitability of each aspect and then determine the most suitable wheelbarrow. Give a reason for your choice. Aspek/ Aspects Sebab/ Reason Menarik kereta sorong Pulling the wheelbarrow. Daya lebih kecil // daya paduan ke bawah lebih kecil. Smaller force // smaller downwards resultant force. Jisimnya besar Bigger mass Supaya lebih stabil. More stable. Saiz tayar yang besar Bigger size tyre Supaya tekanan ke atas tanah kecil // tidak mudah terbenam // lebih stabil. Smaller pressure exerted on the ground//not easily buried in the ground//more stable. Sudut yang besar antara pemegang dengan garis ufuk Bigger angle between the handle and the horizontal line Daya paduan ke bawah lebih kecil. Smaller downwards resultant force. Pilih S sebab kaedah menarik kereta sorong, jisim yang besar, saiz tayar besar dan sudut antara pemegang dengan garis ufuk besar. Choose S because use pulling the wheelbarrow, bigger mass, bigger size tyre and bigger angle between the handle and the horizontal line. [10 markah/marks] Bahagian/Section C 7. Rajah 7.1(a) dan Rajah 7.1(b) menunjukkan dua spring yang berbeza, iaitu X dan Y yang mempunyai panjang asal yang sama, sebelum dan selepas bayi berumur dua bulan yang mempunyai berat yang sama tidur di dalam buaian-buaian tersebut. Diagram 7.1(a) and diagram 7.1(b) show two different springs, X and Y with the same original length before and after a two-month old baby with the same weight sleeps in the cradles. X 40 cm 50 cm Before After Sebelum Selepas 40 cm 70 cm Before After Sebelum Selepas Y Rajah/ Diagram 7.1(a) Rajah/ Diagram 7.1(b) 29 BAB 1 01_Modul A+ Fizik Tg5.indd 29 28/10/2021 10:57 AM
Amali Wajib Fizik KSSM Tingkatan 5 BAB 1 Daya dan Gerakan II 1.4.2 Mengeksperimen untuk mencari hubungan antara daya, F dan pemanjangan spring, x Experiment to investigate the relationship between force, F and extension of spring, x Eksperimen Eksperimen 1.1 Buaian sarang burung Bird nest swing Spring Spring Rajah/Diagram 1.1 Rajah/Diagram 1.2 Rajah 1.1 menunjukkan Mawi duduk di atas buaian sarang burung. Rajah 1.2 pula menunjukkan ayahnya pula duduk di atas buaian yang sama. Spring buaian itu telah memanjang apabila mereka duduk di atas buaian tersebut. Diagram 1.1 shows Mawi sitting on the bird nest swing. Diagram 1.2 shows his father is sitting on the same swing. The spring of swing are extended when sat by them. Dengan menggunakan radas seperti spring, pemberat dan lain-lain radas yang sesuai, jalankan satu eksperimen untuk menyiasat situasi di atas. With the use of apparatus such as spring, load and other suitable apparatus, conduct an experiment to investigate the above situation. Inferens Inference Pemanjangan spring, x bergantung pada daya, F Extension of spring, x depends on force, F Hipotesis Hypothesis Semakin bertambah daya, semakin bertambah pemanjangan spring The higher the force, the higher the extension of spring Tujuan Aim Untuk mengkaji hubungan antara daya dan pemanjangan spring To investigate the relationship between force and extension of spring Pemboleh ubah Variables Pemboleh ubah dimanipulasikan/ Manipulated variable: Daya/ Force, F Pemboleh ubah bergerak balas/ Responding variable: Pemanjangan spring/ Extension of spring, x Pemboleh ubah dimalarkan/ Constant variable: Diameter spring/ Diameter of spring Senarai radas dan bahan List of apparatus and materials Spring, pembaris meter, jisim berslot, kaki retort, pin dan plastisin Spring, metre rule, slotted weight, retort stand, pin and plasticine AW-1 08_Amali wajib Modul A+ Fizik Tg5.indd 1 28/09/2022 2:16 PM
Prosedur Procedure 1. Pasangkan radas seperti Rajah 1.3. Set up apparatus as in Diagram 1.3. 2. Tandakan dan rekod kedudukan awal pin pada pembaris meter sebagai panjang asal spring, l o . Mark and record the initial position of the pin on the metre rule as the initial length of spring, lo . 3. Letakkan jisim berslot, m = 20 g pada spring. Put slotted weight, m = 20 g on the spring. 4. Catat kedudukan baru pin, l 1 . Record the position of pin, l1 . 5. Hitungkan pemanjangan spring menggunakan rumus, x = l 1 – l o . Calculate the extension of spring using formula, x = l1 – lo . 6. Ulang eksperimen dengan pemberat berjisim, m = 30 g, 40 g, 50 g dan 60 g. Repeat the experiment using slotted weight, m = 30 g, 40 g, 50 g and 60 g. 7. Plot graf x melawan F. Plot graph x against F. Keputusan Results l o = cm m / g F / N l 1 / cm x / cm 20 30 40 50 60 Analisis data Data analysis Dengan menggunakan kertas graf anda, plotkan graf x melawan F. Use your own graph paper to plot graph x against F. Kesimpulan Conclusion Jawapan murid / Student’s answer Langkah berjaga-jaga Precautions Kedudukan mata berserenjang dengan skala bacaan pembaris untuk mengelakkan ralat paralaks. Position of the eyes must be perpendicular to the reading scale of ruler to avoid parallax error. Perbincangan Discussions Berdasarkan graf yang anda plot: Based on your plotted graph: 1. Hitung kecerunan graf, m dan nyatakan nilainya dalam unit S.I. Tunjukkan dengan jelas bagaimana anda mendapatkan jawapan. Calculate the gradient of the graph, m, and state the value in S.I. unit. Show clearly how you determine the answer. Jawapan murid/Student’s answer 2. Diberi F = kx, di mana k ialah pemalar spring. Kenal pasti hubungan kecerunan, m dan k, dan seterusnya tentukan nilai k dalam eksperimen ini. Given F = kx, where k is spring constant. Identify the relationship of the gradient, m and k, and determine the value of k in this experiment. Jawapan murid/Student’s answer 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 cm Pembaris meter Metre rule Spring Spring Pin Pin Jisim berslot Slotted weight Plastisin Plasticine Rajah/Diagram 1.3 Jawapan murid Student's answer Amali Wajib AW-2 08_Amali wajib Modul A+ Fizik Tg5.indd 2 28/09/2022 2:16 PM
Amali Sains Bersepadu (Kertas 3) Anda tidak dibenarkan bekerja dengan radas bagi lima minit pertama. Anda dikehendaki menggunakan tempoh ini untuk menyemak senarai radas, membaca soalan dan merancang eksperimen yang akan dijalankan. Tandakan (✓) pada ruangan yang disediakan untuk menyemak bahan dan radas yang dibekalkan. You are not allowed to work with apparatus in first five minutes. You are required to use this period to check the apparatus, read the question and plan the experiment which will be carried out. Mark (✓) in the box provided to check the material and apparatus supplied. Soalan / Question 1 Bil. Number Radas / Bahan Apparatus / Material Kuantiti Quantity Ya (✓) / Tidak (✗)) Yes (✓) / No (✗) 1 Kaki retort Retort stand 1 2 Neraca spring Spring balance 1 3 Rod besi yang telah ditandakan senggatan dengan skala terkecilnya 1.0 cm Calibrated metal rod with smallest scale 1.0 cm 1 4 Silinder penyukat Measuring cylinder 1 5 Air Water 150 cm3 Anda dikehendaki menjalankan eksperimen untuk mengkaji hubungan antara daya apungan dan kedalaman objek tenggelam. You are asked to conduct an experiment to determine the relationship between buoyant force and depth of object immersed. Neraca spring Spring balance Kaki retort Retort stand Rod logam yang telah tandakan Graduated metal rod Rajah / Diagram 1 MG-1 09_Kertas 3 Modul A+ Fizik Tg5.indd 1 28/09/2022 2:20 PM
Neraca spring Spring balance Kaki retort Retort stand Rod logam yang telah tandakan Graduated metal rod Silinder penyukat Measuring cylinder Air Water Rajah / Diagram 2 Jalankan eksperimen menggunakan langkah-langkah berikut: Carry out the experiment using the following procedure: 1. Pasang radas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1. Set up apparatus as shown in Diagram 1. 2. Rekodkan berat rod di udara , Wo pada ruangan yang disediakan di 8(b). Record weight of rod in the air, Wo on the space provided in 8(b). 3. Masukkan air dengan isi padu, V = 150.0 cm3 ke dalam silinder penyukat. Fill water with volume, V = 150.0 cm3 into the measuring cylinder. 4. Mulakan eksperimen dengan memasukkan rod pada kedalaman, h = 4.0 cm ke dalam silinder penyukat seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2. Start the experiment by immersing the rod at the depth, h = 4.0 cm in the measuring cylinder as shown in Diagram 2. 5. Catatkan bacaan neraca spring, W. Record the reading of spring balance, W. 6. Ulang langkah 4 hingga 6 dengan memasukkan rod pada kedalaman yang berbeza, h = 6.0 cm, 8.0 cm, 10.0 cm dan 12.0 cm. Repeat procedures 4 to 6 by immersing the rod at different depth, h = 6.0 cm, 8.0 cm, 10.0 cm and 12.0 cm. 7. Berdasarkan eksperimen yang telah dijalankan; Based on the experiment done; (a) Nyatakan / State; (i) Pemboleh ubah dimanipulasikan Manipulated variable Kedalaman / Depth // h [1 markah/mark] (ii) Pemboleh ubah bergerak balas Responding variable Daya apungan / Buoyant force // Fb [1 markah/mark] (iii) Pemboleh ubah dimalarkan Constant variable Isi padu / Volume // Ketumpatan / Density [1 markah/mark] Kertas 3 MG-2 09_Kertas 3 Modul A+ Fizik Tg5.indd 2 28/09/2022 2:20 PM
Lembaran Pentaksiran Bilik Darjah (PBD) BAB 1 Daya dan Gerakan II Tahap penguasaan Tafsiran 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Daya dan Gerakan II. 2 Memahami Daya dan Gerakan II serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 3 Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. 5 Menilai pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. 6 Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Daya dan Gerakan II dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. 1. Rajah 1.1 menunjukkan dua susunan spring kenyal yang serupa tanpa beban. Rajah 1.2 menunjukkan spring yang sama apabila digantung dengan suatu beban berjisim sama. Panjang asal, x, setiap spring adalah sama dan pemanjangan satu spring dengan beban tersebut ialah y cm. Diagram 1.1 shows two arrangements of identical elastic spring without load. Diagram 1.2 shows the same spring when hang with the same load. The original length,x, of each spring is equal, and the extension of one spring with the given load is y cm. Rajah / Diagram 1.1 Rajah / Diagram 1.2 2x cm x cm y (x + –) cm 2 (2x + 2y) cm MG-9 Sistem/System A Sistem/System B Sistem/System A Sistem/System B 10_Lemb PBD Modul A+ Fizik Tg5.indd 9 27/09/2022 5:25 PM
(a) Apakah yang dimaksudkan dengan kekenyalan? What is meant by elasticity? Kekenyalan ialah sifat suatu bahan yang membolehkan bahan tersebut kembali ke saiz dan bentuk asal apabila daya yang bertindak ke atasnya dialihkan. Elasticity is the property of matter that enables an object to return to its original size and shape when the force acting on it is removed. [1 markah/mark] (b) Berdasarkan Rajah 1.2, bandingkan Based on Diagram 1.2, compare (i) Susunan spring The arrangement of the spring TP 1 Sistem A : Siri/Series , Sistem B : Selari/Parallel [1 markah/mark] (ii) Pemanjangan spring Extension of the spring TP 1 Pemanjangan spring dalam susunan sesiri adalah lebih panjang. The extension of the spring in series arrangement is longer. [1 markah/mark] (iii) Jumlah panjang spring The total length of the spring TP 1 Jumlah panjang spring dalam susunan sesiri adalah lebih panjang. The total length of the spring in series arrangement is longer. [1 markah/mark] (c) (i) Dengan menggunakan jawapan anda di 1(b), nyatakan hubungan antara pemanjangan spring dan susunan spring. Using your answer in 1(b), state the relationship between the extension of the spring and the arrangement of the spring. TP 2 Pemanjangan spring adalah lebih kecil apabila susunan spring adalah selari// Pemanjangan spring adalah lebih besar apabila susunan spring adalah sesiri. The extension of the spring is smaller when the arrangement of the spring is in parallel// The extension of the spring is greater when the arrangement of the spring is in series. [1 markah/mark] Lembaran PBD MG-10 10_Lemb PBD Modul A+ Fizik Tg5.indd 10 27/09/2022 5:25 PM