BAB 5-DAYA DAN TEKANAN

BAB 5

DAYA DAN
TEKANAN

5.1 Tekanan dalam bendalir
5.1.1 Menjelaskan konsep tekanan dalam bendalir dalam suatu sistem yang tertutup

1. Sistem hidraulik beroperasi berdasarkan prinsip bahawa cecair tidak dapat
dimampatkan.

2. Prinsip hidraulik atau Prinsip Pascal ialah apabila tekanan dikenakan pada cecair
dalam bekas yang tertutup, tekanan tersebut dipindahkan tanpa berubah ke semua
bahagian atau tekanan dipindahkan ke seluruh cecair secara seragam.

3. Rajah 6 menunjukkan alat Pascal yang digunakan untuk menerangkan prinsip
pemindahan tekanan oleh cecair. Apabila omboh ditolak ke dalam, air terpancut
keluar dengan seragam melalui lubang pada kelajuan yang sama.

Rajah 5.1 : Alat pascal menunjukkan tekanan cecair bertindak ke semua arah
apabila omboh ditekan

4. Pada amnya sistem hidraulik mempunyai 2 omboh yang berlainan saiz berisi
bendalir (air/minyak) yang dihubungkan bersama.

5. Apabila daya dikenakan pada omboh kecil, tekanan yang terhasil dalam bendalir
akan dipindahkan ke selinder besar dan bertindak ke atas omboh yang lebih luas.

6. Kesannya, daya yang terhasil pada omboh besar berlipat ganda dan digunakan
untuk melakukan kerja.

Daya yang bertindak pada omboh kecil, F1 = Daya yang bertindak pada omboh besar, F2
Luas permukaan omboh kecil, A1 Luas permukaan omboh besar A2

Rumus

F1 = F2
A1 A2

Rajah 5.2 : Kesan daya oleh omboh kecil, F1 kepada daya di omboh besar, F2 dan
rumus untuk mengira situasi di atas

5.1.2 Berkomunikasi mengenai aplikasi prinsip Pascal dalam kehidupan seharian.

1. Prinsip hidraulik pada amnya digunakan dalam
 jek hidraulik
 brek hidraulik.

2. Dengan adanya daya kecil, sistem hidraulik boleh digunakan untuk
 menaikkan atau mengangkat beban berat
 menolak beban yang besar

 menghimpit beban yang besar
Brek Hidraulik

Rajah 5.3 : Menunjukkan bagaimana sistem brek hidraulik berfungsi.

Rajah 5.4: Operasi brek hidraulik kenderaan

Jek Hidraulik

Rajah 5.5:Jek Hidraulik
1. Apabila pemegang ditarik,

a) Tekanan yang dikenakan pada omboh di silinder kecil dipindahkan ke silinder
besar.

b) Minyak dari silinder kecil ditolak masuk ke silinder besar melalui injap S.
c) Daya kecil bertindak pada omboh di silinder kecil menghasilkan daya yang

besar untuk menaikkan beban di atas omboh di silinder besar.
2. Apabila pemegang ditolak, minyak daripada takungan ditolak masuk ke silinder kecil

melalui injap R.
3. Proses tarikan dan tolakan diulang supaya lebih banyak minyak masuk ke silinder

besar dan naikkan beban. Untuk menurunkan beban, injap pelepas dibuka supaya
minyak kembali ke takungan.

Jentolak digunakan untuk menolak tanah. Jek kereta digunakan untuk mengangkat
kereta, contohnya semasa menukar tayar

kereta.

.

Mesin pengangkat (fork lift) digunakan untuk Lori pengangkut sampah mengangkat dan
mengangkat barang menghimpit sampah yang dikutip.

Rajah 5.6 : Beberapa penggunaan sistem hidraulik dalam kehidupan seharian.

5.1.3 Menjelaskan perkaitan halaju bendalir dengan tekanan

1. Tekanan dalam bendalir yang mengalir bergantung pada halaju bendalir.
2. Prinsip Bernoulli menyatakan bahawa dalam pengaliran sesuatu bendalir, tekanan

dalam bendalir adalah tinggi jika bendalir mengalir dengan halaju yang rendah.
Sebaliknya , tekanan dalam bendalir adalah rendah jika mengalir dengan halaju yang
tinggi.
3. Hubung kait antara tekanan dalam bendalir bergerak dengan halaju aliran bendalir
dapat diperoleh melalui membuat pemerhatian dan inferens terhadap kejadian ribut.

a) Bumbung rumah tercabut menunjukkan satu daya panduan menolak pada
bumbung.

b) Daya panduan ini disebabkan oleh tekanan udara di dalam rumah lebih
besar daripada tekanan udara di atas bumbung.

c) Halaju aliran udara yang tinggi di atas bumbung menyebabkan tekanan
rendah diwujudkan.

4. Semakin tinggi halaju bendalir, semakin rendah tekanan air.
5. Prinsip Bernoulli menggunakan tiub venturi:

a)

Rajah 5.7 : Cecair melalui tiub seragam

 Apabila cecair mengalir melalui tiub seragam, tekanannya berkurang secara
seragam seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 5.7 kerana air mengalir dari
kawasan tekanan tinggi ke kawasan tekanan rendah.

 Tekanan pada titik A lebih tinggi daripada tekanan pada titik B, manakala tekanan
pada titik B lebih tinggi daripada tekanan pada titik C.

b)

Rajah 5.8 : Cecair melalui tiub tidak seragam

 Jika tiub tidak seragam mempunyai suatu bahagian yang sempit seperti yang
ditunjukkan dalam Rajah 5.8, tekanan cecair di bahagian sempit itu adalah paling
sempit.

 Oleh kerana isi padu air sesaat yang mengalir melalui bahagian A,B dan C adalah
sama, maka laju air yang mengalir melalui bahagian sempit B adalah lebih tinggi
berbanding dengan laju air di A dan C.

 Menurut Prinsip Bernoulli, laju yang tinggi menyebabkan tekanan pada bahagian B
menjadi rendah.

c)

Rajah 5.8 : Cecair melalui tiub yang seragam

 Rajah 5.8 menunjukkan udara ditiub melalui tiub yang seragam

 Didapati bahawa aras air di A adalah paling rendah. Ini adalah keraa takanan gas di
A adalah paling tinggi.

 Tekanan gas berkurang dari A ke C. Oleh itu, aras air meningkat dari A ke C.

5.1.4 Berkomunikasi mengenai aplikasi Prinsip Bernoulli dalam kehidupan seharian

Aerofoil

Tekanan rendah

Aliran udara laju

Daya angkat

Aliran udara perlahan
Tekanan tinggi

1. Rajah di atas menunjukkan aliran udara melepasi sayap kapal terbang.
2. Apabila saya dalam bentuk aerofoil yang bergerak di udara, aliran udara di atas

bahagian atas bergerak lebih cepat dan menghasilkan kawasan tekanan rendah.
3. Aliran udara di bawah sayap yang lebih perlahan menyebabkan suatu kawasan yang

mempunyai tekanan yang lebih tinggi.
4. Perbezaan di antara tekanan di bahagian atas dan bawah sayap menyebabkan daya

bersih ke atas, yang dipanggil daya angkat yang membantu kapal terbang untuk
berlepas.
5. Aerofil terbalik digunakan dalam kereta lumba untuk menghasilkan daya ke bawah
yang membantu untuk menstabilkan kereta pada kelajuan tinggi.

Cecair racun serangga :
1. Apabila omboh di tolak, udara dipaksa keluar melalui muncung yang sempit pada

kelajuan yang tinggi.
2. Tekanan udara yang bergerak berkurang apabila kelajuan udara bertambah (

mengikut Prinsip Bernoulli ) .

3. Tekanan atmofera yang lebih tinggi di dalam bekas racun serangga akan menolak
cecair racun serangga akan menolak cecair racun serangga melalui tiub logam yang
sempit.

4. Jet udara berkelajuan tinggi akan menyebabkan cecair racun tersembut.

Omboh Jet udara

Tekanan Tiub
atmosfera logam

yang

sempit

Pergerakan dua bot yang laju

1. Air bergerak laju di antara kedua-dua bot.
2. Tekanan air yang bergerak berkurangan dengan peningkatan kelajuan ( mengikut

Prinsip Bernoulli ) .
3. Tekanan air yang lebih tinggi dari kedua-dua belah bot menyebabkan bot

menghampiri satu sama lain.

Tekanan Tinggi
F

Air yang
bergerak

laju

F Tekanan
rendah