Focus SPM 2022 - Fizik

Extent : 528pg (22.82 mm) = 1.8mm (40pg70gsm) + 19.52 mm (488pg 60gsm) + 1.5mm Format 190mm X 260mm Extent : 528pg (22.82 mm) = 1.8mm (40pg70gsm) + 19.52 mm (488pg 60gsm) + 1.5mm Status CRC Date 9/11

Fomula:
40 pg (70gsm) = 40 pgs X 0.09 ÷2 = 1.8 mm PELANGI BESTSELLER
488 pg (60gsm) = 488 pgs X 0.08 ÷2 = 19.52 mm CC038242




SPM




TINGKATAN FOCUS
4∙5
FIZIK KSSM SPM


FIZIK



FOCUS SPM KSSM Tingkatan 4 • 5 – siri teks
REVISI rujukan yang lengkap dan padat dengan ciri-ciri
REVISI
REVISI
üInfografik üNota Komprehensif istimewa untuk meningkatkan pembelajaran
üPeta Konsep üAktiviti & Eksperimen murid secara menyeluruh. SPM
üTip SPM Siri ini merangkumi Kurikulum Standard
Sekolah Menengah (KSSM) yang baharu serta
mengintegrasikan keperluan Sijil Pelajaran TINGKATAN
PENGUKUHAN &
PENGUKUHAN & Malaysia (SPM). Pastinya satu sumber yang
PENTAKSIRAN
PENT AKSIRAN hebat bagi setiap murid! FIZIK 4∙5
üPraktis SPM üKertas Model SPM REVISI
üCuba Ini! üJawapan Lengkap Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
KSSM
PENGUKUHAN

CIRI-CIRI EKSTRA
CIRI-CIRI EKSTRA PENTAKSIRAN
üContoh üKod QR EKSTRA
üMentor SPM



JUDUL-JUDUL DALAM SIRI INI:
• Bahasa Melayu • Matematik • Mathematics TINGKATAN 4•
• Karangan • Matematik Tambahan • Additional Mathematics
• English • Sains • Science
• Bahasa Cina • Biologi • Biology
Beli eBook • Sejarah • Fizik • Physics 5
di sini! • Pendidikan Islam • Kimia • Chemistry
• Pendidikan Seni Visual • Prinsip Perakaunan KSSM











W.M: RM??.?? / E.M: RM??.??
W.M: RM38.95 / E.M: RM39.95
CC038242
ISBN: 978-967-2720-32-4
Chang See Leong FORMAT PENTAKSIRAN
Yew Kok Leh BAHARU SPM
PELANGI Abd Halim Bin Jama’in mulai 2021

Penyiasatan Saintifik INFOGRAFIK
INFOGRAFIK


Bab 1
Tingkatan 4

Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
1 Mengenal pasti masalah yang boleh 2 Membina hipotesis
diuji dengan penyiasatan saintifik


Bagaimanakah tempoh Semakin
ayunan bandul bergantung panjang
kepada panjangnya? bandul, semakin
panjang tempoh
ayunannya.

Saya perlu
jalankan satu
eksperimen untuk
menguji sama
ada hipotesis ini
benar atau tidak.


Bola berayun


7 Membuat keputusan dan 3 Merangka bagaimana pemboleh ubah
dimanipulasikan dan cara pengumpulan data
mempersembahkan laporan
Pengapit
Hipotesis
diterima
4 Merancang dan
menjalankan
penyiasatan saintifik
Panjang
Bandul


Kaki retot


Masa untuk 10 ayunan
lengkap, t
t
Ladung Tempoh, T = 10 saat
6 Menginterpretasi data dan keputusan
dengan penaakulan saintifik
5 Membentang data yang dikumpul
T / s T / s 2
2
Panjang, l / cm
Tempoh, T / s
T / s 2
2
l / cm l / cm








00a Infografik new.indd 1 29/01/2021 7:53 AM

Hukum Gerakan Newton INFOGRAFIK
INFOGRAFIK


Bab 2
Tingkatan 4

Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.


Inersia
Hukum Gerakan Newton Hukum Gerakan Newton Ketiga
Pertama menyatakan menyatakan bahawa setiap daya
bahawa sesuatu objek akan tindakan terdapat satu daya tindak
kekal dalam keadaan pegun balas yang sama magnitud tetapi
atau bergerak dengan halaju bertentangan arah.
malar jika tiada daya luar
bertindak ke atasnya. Saya menolak air ke
belakang. Air menolak
saya ke hadapan.
Kapal angkasa
ini terus bergerak
dengan halaju malar
walaupun enjinya
telah dimatikan
kerana tiada daya
luar bertindak ke Daya tindakan
atasnya. Daya tindak balas






F = − F R
A
Isaac Newton (1643-1727)







Hukum Gerakan Newton Kedua
menyatakan kadar perubahan
momentum berkadar terus dengan
daya dan bertindak pada arah
tindakan daya.



F = ma






















00a Infografik new.indd 2 29/01/2021 7:53 AM

Bab Tingkatan 4


2 Daya dan Gerakan I








Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
FOKUS BAB



2.1 Gerakan Linear
2.2 Graf Gerakan Linear
2.3 Gerakan Jatuh Bebas
2.4 Inersia
2.5 Momentum
2.6 Daya
2.7 Impuls dan Daya Impuls
2.8 Berat






































Pernahkah anda dengar kisah seorang ahli sains bernama
Galileo Galilea yang menjatuhkan dua sfera yang berlainan
jisim dari Menara Condong Pisa, Itali? Beliau melaksanakan
aktiviti itu untuk menunjukkan masa kejatuhan objek
dari ketinggian yang sama adalah sama walaupun jisim
berlainan. Hal ini adalah berkaitan dengan ciri-ciri pecutan
graviti yang akan dipelajari dalam bab ini.




19






02 SPM FIZIK F4 new.indd 19 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
2. Gerakan bukan linear ialah gerakan mengikut
2.1 Gerakan Linear lintasan yang bukan dalam satu garis lurus.

3. Apabila menganalisis gerakan linear dan bukan
Gerakan saya adalah gerakan linear, jarak, sesaran, laju, halaju,
gerakan linear Gerakan saya bukan
gerakan linear Mula pecutan dan nyahpecutan adalah beberapa
Mula Tamat Tamat Bukan satu g a ris lur us kuantiti fizik yang sering terlibat.
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
Satu garis lurus
Rajah 2.1
1. Gerakan linear ialah gerakan sepanjang satu Laju (kuantiti skalar) – magnitud sahaja
T
i
garis lurus. Halaju (kuantiti vektor) – magnitud dan arah
n
g
k
a
t
4. Rajah 2.2 menunjukkan sebuah kereta bergerak di atas sebatang jalan yang lurus. Meter laju menunjukkan
a
n
4 halaju kereta itu di kedudukan A, B dan C. Teliti rajah tersebut untuk pengertian istilah pegun, halaju
seragam dan halaju tidak seragam.
Kedudukan A Kedudukan B Kedudukan C






Meter laju Meter laju Meter laju
Halaju kereta adalah sifar. Kereta itu Meter laju kereta tetap pada 60 km Meter laju bergerak dari 60 km per
tidak bergerak atau pegun. Objek per jam. Kereta bergerak dengan jam hingga 90 km per jam. Kereta
yang pegun mempunyai halaju sama halaju seragam. bergerak dengan halaju tidak
dengan sifar. seragam. Dalam kes ini, halajunya
bertambah.
Rajah 2.2
Jarak, Sesaran, Laju dan Halaju

1. Rajah 2.3 dan Rajah 2.4 menunjukkan kereta yang bergerak dari Delima ke Mengkibol. Jadual di bawah
memberikan pengetahuan tentang kuantiti fizikal, jarak, sesaran, laju dan halaju.
Jarak dan laju

1. (a) Jarak ditakrifkan sebagai jumlah panjang lintasan yang dilalui dari satu
tempat ke tempat yang lain.
(b) Jarak yang dilalui oleh kereta itu diberi dengan yang berikut, U
Jarak dilalui = (200 + 500 + 600 + 300) m B T Delima
= 1600m 200 m
(c) Jarak ialah suatu kuantiti skalar. S 500 m
2. (a) Laju ialah jarak yang dilalui per unit masa. Laju juga ditakrifkan sebagai 600 m
kadar perubahan jarak. Mengkibol 300 m
(b) Laju purata sesuatu objek boleh diperolehi dengan membahagikan jumlah
jarak dilalui oleh objek itu dengan masa yang diambil untuk gerakan itu. Rajah 2.3
(c) Jika masa yang diambil oleh kereta dalam Rajah 2.3 untuk bergerak dari
Delima ke Mengkibol ialah 120 saat, laju purata kereta itu diberi dengan:
Jumlah jarak dilalui, d
v = Masa diambil, t

1 600 m
= 120 s = 13.3 m s –1
(d) Laju ialah suatu kuantiti skalar.

20






02 SPM FIZIK F4 new.indd 20 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Sesaran dan halaju
3. (a) Sesaran oleh suatu objek ialah jarak yang dilalui oleh objek itu dalam
sesuatu arah tertentu. U
(b) Jarak itu merupakan jarak garis lurus yang menyambung titik kedudukan B T Delima
awal ke kedudukan akhir kereta itu. Arah ialah arah kedudukan akhir
itu dari kedudukan awal. S 45°
(c) Untuk kereta yang bergerak dari Delima ke Mengkibol, sesaran 800 m
ditentukan dengan mengukur panjang garis lurus menyambung Delima
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
ke Mengkibol dalam arah Mengkibol dari Delima. Mengkibol
(d) Oleh itu, dari Rajah 2.4, sesaran adalah yang berikut, 800 m
Magnitud sesaran, Rajah 2.4 T
i
2
=  800 + 800 2 n
g
= 1 131 m k
a
Arah ialah S 45 B dari Delima. t
0
(e) Sesaran ialah satu kuantiti vektor. n
a
4. (a) Halaju ditakrifkan sebagai kadar perubahan sesaran. 4
(b) Dalam kes kereta yang bergerak dari Delima ke Mengkibol, halaju purata ialah, v, dengan:
Sesaran,s
v = Masa diambil, t

1 131 m
= 120 s = 9.4 m s –1
(c) Halaju ialah suatu kuantiti vektor.
CONTOH 2.1 CONTOH 2.2

Seekor lembu bergerak sepanjang satu lintasan Seorang peserta berlari dari P Q
lengkung dari P ke Q. Q adalah 70 m dari P dan titik permulaan O ke P yang 100 M
terletak pada arah barat daya (S 45 B) dari P. Jarak terletak pada jarak 100 m utara
o
yang dilalui oleh lembu itu ialah 240 m dan masa dari O. Kemudian, peserta itu 100 M U
diambil ialah 160 s. berlari ke titik Q, 100 m pada
U arah timur dari P. Jumlah masa O
yang diambil oleh peserta itu Rajah 2.6
ialah 25 saat.
P
Berapakah (a) jarak, (b) laju purata, (c) sesaran, dan
(d) halaju purata peserta itu?
Q
Rajah 2.5 Penyelesaian
Hitungkan (a) Jumlah jarak yang dilalui oleh peserta itu
(a) laju purata, dan (b) halaju purata = 100+100 = 200 m
lembu itu dalam gerakan dari P ke Q.
(b) Laju purata
Penyelesaian Jumlah jarak 200
–1
Jumlah jarak dilalui = 240 m = Jumlah masa = 25 = 8 ms
Sesaran = 70 m (c) Sesaran peserta itu dari titik O
Masa diambil = 160 s = 100 + 100 2
2
Jumlah jarak dilalui
(a) Laju purata = = 100 2 m
Masa diambil
240 m (d) Halaju purata
= = 1.5 m s –1
160 s
Sesaran 70 m = Sesaran = 100 2 = 4 2 m s –1
(b) Halaju purata = = Jumlah masa 25
Masa diambil 160 s
o
–1
= 0.44 m s dalam arah barat mengikut arah U 45 T dari titik O.
daya dari P
21






02 SPM FIZIK F4 new.indd 21 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Pecutan dan Nyahpecutan Penyelesaian
25 30 35 25 30 35 25 30 35 25 30 35 –1
20 40 20 40 20 40 20 40 Halaju awal, u = 10 m s
15 45 15 45 15 45 15 45 –1
10 50 10 50 10 50 10 50 Halaju akhir, v = 20 m s
5 –1 55 5 –1 55 5 –1 55 5 –1 55
m s m s m s m s
0 60 0 60 0 60 0 60 Masa diambil, t = 2.5 s
20 – 10
Pecutan, a =
Rajah 2.7 2.5
= 4.0 m s –2
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
1. Rajah 2.7 menunjukkan sebuah kereta bergerak
sepanjang satu garis lurus. Meter laju kereta itu
menunjukkan kereta itu bergerak dengan halaju CONTOH 2.4
T
i
yang semakin bertambah. Kereta itu sedang Sebuah kereta bergerak
n
g
memecut. dengan halaju 24 m s
k
–1
a
t
2. (a) Pecutan ditakrifkan sebagai kadar diperlahankan apabila
a
n
4 perubahan halaju. lampu isyarat bertukar
merah. Kereta itu
Perubahan halaju mengalami nyahpecutan Rajah 2.10
Pecutan, a =
Masa seragam selama 4 s, sebelum berhenti. Kirakan
(b) Formula pecutan, a, bagi suatu objek pecutan kereta tersebut.
bergerak dengan pecutan seragam diberi Penyelesaian
sebagai formula Halaju awal, u = 24 m s –1
Halaju akhir, v = 0 m s –1
Masa diambil = 4 s
a = v – u
yang mana u ialah halaju awal dan v halaju u 0 – 24
akhir objek. t ialah masa yang diambil. Oleh itu, pecutan = 4 = –6.0 m s –2

(c) Unit SI bagi pecutan ialah m s . (Nilai negatif menunjukkan nyahpecutan)
–2
(d) Pecutan ialah suatu kuantiti vektor.
25 30 35 25 30 35 25 30 35 25 30 35
20 40 20 40 20 40 20 40 CONTOH 2.5
15 45 15 45 15 45 15 45
10 50 10 50 10 50 10 50
5 –1 55 5 –1 55 5 –1 55 5 –1 55
m s m s m s m s
0 60 0 60 0 60 0 60 (a) Sebuah kereta
BERHENTI
bergerak daripada
keadaan pegun dan
Rajah 2.8 memecut secara
3. (a) Suatu objek mengalami nyahpecutan seragam supaya Rajah 2.11
-1
jika objek itu bergerak dengan laju yang mencapai halaju 20 m s dalam masa 5 saat.
semakin perlahan. Kadar perubahan halaju Berapakah pecutan kereta itu?
ialah satu nilai negatif. (b) Kemudian, kereta itu diperlahankan dengan
kadar seragam sehingga berhenti dalam masa
(b) Rajah 2.8 menunjukkan sebuah kereta 5 saat, berapakah pecutan kereta itu?
sedang mengalami nyahpecutan. Meter laju Penyelesaian
kereta itu menunjukkan kereta itu sedang –1
bergerak dengan halaju yang berkurangan. (a) Halaju awal, u = 0 m s
Halaju akhir, v = 20 m s –1
Masa diambil, t = 5 s
CONTOH 2.3 v – u 20 – 0
Maka a = t = 5 = 4 m s –2
Sebuah van memecut secara (b) Halaju awal, u = 20 m s –1
seragam daripada halaju Halaju akhir, v = 0 m s –1
–1
–1
10 m s hingga 20 m s Masa diambil, t = 5 s
dalam 2.5 s. Apakah pecutan Maka, pecutan, a = v – u = 0 – 20 = –4 m s –2
van tersebut? Rajah 2.9 t 5
Kereta itu mengalami nyahpecutan dengan
–2
magnitud 4 m s .
22



02 SPM FIZIK F4 new.indd 22 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

AKTIVITI 2.1

Tujuan: Menentukan pecutan sebuah troli
Pernyataan masalah: Berapakah nilai pecutan troli yang bergerak menuruni landasan condong?
Radas dan Bahan: Troli, landasan troli, jangka masa detik, pita detik, bekalan kuasa arus ulang-alik
12 V, pita selofan, dan pembaris meter
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
Arahan: Jangka masa detik
Troli
Pita detik T
i
n
Landasan g
k
Bekalan kuasa a
t
a.u. 12 V n
a
4
Rajah 2.12 Panjang/cm
1. Rajah 2.12 menunjukkan susunan radas untuk eksperimen ini. 7.0
2. Sebuah landasan troli dinaikkan satu hujung supaya condong 6.0
sehingga sebuah troli boleh menuruni landasan ini tanpa ditolak.
3. Sebuah troli yang menarik pita detik melalui jangka masa detik 5.0
dilepaskan dari hujung yang tinggi landasan troli. 4.0
4. Beberapa titik awal pita detik itu dibuang dan yang lain dipotong 3.0
menjadi keratan-keratan 10 detik. 2.0
5. Pita detik disusun bersebelahan dari keratan yang awal sehingga 1.0
yang akhir. Detik
10 20 30 40 50 60
6. (a) Jumlah masa gerakan troli, (d) halaju purata Rajah 2.13
(b) jumlah sesaran troli, awal troli u,
(c) halaju purata keseluruhan gerakan troli, (e) halaju purata akhir troli v,
ditentukan (f) pecutan troli, a
Keputusan:
(a) Bilangan detik 1 keratan pita detik = 10
Masa untuk 1 keratan pita detik = 10 × 0.02 = 0.2 s
Jumlah masa gerakan troli = Bilangan keratan pita detik × 0.2 s
= 6 × 0.2 = 1.2 s
(b) Jumlah sesaran troli = Jumlah panjang semua keratan pita
= (2.0 + 3.0 + 4.0 + 5.0 + 6.0 + 7.0) cm
= 27.0 cm 1
Jumlah sesaran Bilangan keratan – 2
(c) Halaju purata keseluruhan gerakan troli =
Jumlah masa pita detik
1
27.0 cm
= = 22.5 cm s –1 1
1.2 s
(d) Halaju purata awal troli, u = 2.0 = 10.0 cm s –1 1
0.2 v
1
(e) Halaju purata akhir troli, v = 7.0 = 35.0 cm s –1 1 –
0.2 2
1
1
(f) Masa, t antara u dan v =  +1+1+1+1+  × 0.2 saat
2 2 u
= (6 – 1) × 0.2 saat = 1.0 s
Oleh itu, pecutan a = v – u = 35.0 – 10.0 = 25 cm s –2 Rajah 2.14
t 1.0
Kesimpulan:
Troli bergerak dengan pecutan 25 cm s .
–2

23






02 SPM FIZIK F4 new.indd 23 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Menganalisis Gerakan
CONTOH 2.6
1. Jangka masa detik ialah alat yang digunakan
untuk mengkaji gerakan suatu objek bagi Sebuah troli sedang menarik pita detik melalui
selang masa yang singkat. jangka masa detik ketika bergerak menuruni satah
2. Rajah 2.15 menunjukkan sebuah jangka masa condong. Rajah 2.17 menunjukkan pita detik yang
dihasilkan
detik yang disambungkan kepada bekalan arus
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
ulang-alik (a.u)
Bekalan kuasa
a.u.12 V POWER SUPPLY 12 cm
T
FUSE 10 12
Volts
i
8 plus 1
O 6 0
n
Jangka masa detik 4 2 0 Rajah 2.17
I AC OVLD DC
g
Tentukan halaju purata troli itu.
k
a
t
Pita detik
a
n
4 Penyelesaian
Sesaran = 12 cm
Bilah pengetuk Terdapat 10 ruang di antara titik
Maka, masa yang diambil = 10 × 0.02 = 0.2 s
Sesaran
Halaju purata =
Rajah 2.15 Jangka masa detik Masa yang diambil
3. Pita detik berkarbon dipasangkan melalui = 12 cm = 60 cm s –1
0.2 s
jangka masa detik dan ditarik oleh objek yang
bergerak.
CONTOH 2.7
4. Apabila suis bekalan a.u dipasangkan, bilah
pengetuk akan bergetar dengan 50 kali sesaat Sebuah troli ditolak
(mengikut frekuensi bekalan a.u, iaitu 50 Hz). menaiki sebuah landasan. Panjang/cm
4.5
Ketukan bilah pengetuk dengan pita detik Rajah 2.18 menunjukkan 4.0
berkarbon akan menghasilkan titik-titik di atas susunan keratan pita 3.5
3.0
pita tersebut. detik yang menunjukkan 2.5
5. Selang masa di antara dua titik berturutan gerakan troli itu. 2.0
1.5
dikenal sebagai 1 detik. Setiap keratan pita itu 1.0
mengandungi 5 detik 0.5
atau 0.1 saat. Tentukan 0.2 0.4 0.6 0.8 t /s
pecutan troli itu. Rajah 2.18
Penyelesaian
Titik 1 detik
Rajah 2.16 1 detik bagi pita detik berkarbon Halaju purata awal troli
6. Jangka masa detik dapat digunakan untuk u = 4.5 cm = 45.0 cm s –1
menentukan 0.1 s
(a) masa Halaju purata akhir troli, v = 1.5 cm = 15.0 cm s –1
(b) sesaran 0.1 s
(c) halaju purata Masa, t antara u dan v = (4 – 1) × 0.1
= 0.3 s

(d) pecutan, dan v – u
(e) jenis gerakan Oleh itu, pecutan, a = t
suatu objek 15.0 – 45.0
= 0.3 = –100 cm s –2
Oleh kerana nilai pecutan adalah negatif, maka
troli itu mengalami nyahpecutan dengan magnitud
100.0 cm s .
–2


24






02 SPM FIZIK F4 new.indd 24 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I


CONTOH 2.8
Adakala bilangan detik adalah terlalu sedikit untuk Penyelesaian
membenarkan potongan pita detik kepada keratan- Halaju purata awal troli, u = 0.6 cm
keratan. Dalam kes-kes ini, analisis secara terus 0.02 s
diperlukan untuk menentukan pecutan. Pita detik = 30 cm s –1
yang berikut mewakili gerakan sebuah troli. Jangka 1.6 cm
80 – 30Reserved.
masa detik yang digunakan berfrekuensi 50 Hz. Halaju purata akhir troli, v = 0.02 s
Tentukan pecutan troli itu. = 80 cm s –1 T

n
Awal Akhir i
Masa, t = (11 – 1) × 0.02 s k
g
= 0.2 s t
a
a
n
Pecutan seragam Oleh itu pecutan, a = v – u 4
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights
0.6 cm 1.6 cm t
Rajah 2.19 =
0.2
= 250 cm s –2
Menentukan Pecutan dengan Photogate dan Pemasa Elektronik

Susunan radas menunjukkan Sistem photogate dan x cm
sepasang photogate A dan B yang pemasa elektronik 0000 A
disusunkan pada dua kedudukan B Kadbod
yang berlainan sepanjang sebatang Troli
landasan condong. Sebuah
photogate jenis ini mempunyai
sensor optik yang dapat mengukur Landasan condong
masa, t, sebuah objek melaluinya.
Dalam kajian ini, objek
merupakan sebuah kadbod dengan Rajah 2.20
panjang x cm yang dipasang di atas sebuah troli.
x
1. Purata halaju awal, u, ketika kadbod melalui photogate A ialah di mana t A ialah masa yang diambil
oleh kadbod melalui photogate A. t A

2. Purata halaju akhir, v, ketika kadbod melalui photogate B ialah x di mana t B ialah masa yang diambil
oleh kadbod melalui photogate B. t B
3. Masa untuk troli berkadbod itu bergerak antara photogate A dan photogate B, t, juga dapat diukur
dengan menentukan perbezaan masa troli itu bergerak antara photogate A dan photogate B.

Keputusan
x x
u = dan v =
t A t B
Oleh itu, pecutan troli itu, a, diberi oleh persamaan berikut:
x x
v – u t B – t A
a = = cm s –2
t t
Nilai ini boleh dibahagikan dengan 100 untuk ditukarkan kepada unit m s .
–2



25






02 SPM FIZIK F4 new.indd 25 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Menghubung kait Sesaran, Halaju,
CONTOH 2.9
Pecutan dan Masa
Hisham mula memandu keretanya dari rumah
Gerakan dengan Halaju Seragam dengan pecutan seragam dan mencapai halaju
1. Bagi objek yang bergerak dengan halaju 15.0 m s dalam masa 5.0 saat. Berapakah
–1
seragam, pecutannya ialah sifar. Sesaran, s (a) pecutan kereta Hisham?
objek itu selepas t saat diberi oleh: (b) sesaran kereta Hisham 5.0 saat selepas mula
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
bergerak?
(c) halaju kereta Hisham pada masa t = 4.0 saat?
dengan v ialah halaju seragam objek (d) halaju kereta Hisham setelah bergerak sejauh
T
i
tersebut. 20.0 meter dari tempat permulaan?
n
g
k
a
t
Gerakan dengan Pecutan Seragam Penyelesaian
a
n
4 1. Bagi objek yang bergerak dengan pecutan Ringkasan maklumat:
seragam, a, sesaran, s, objek itu dapat Halaju awal, u = 0 m s –1
ditentukan dengan hasil darab halaju purata Halaju akhir, v = 15.0 m s –1
dengan masa yang diambil untuk gerakan. Masa yang diambil, t =5.0 s
s = (Halaju purata) × masa (a) Pecutan, a = v – u ....................persamaan 
t
=  Halaju awal + halaju akhir  × masa 15.0 – 0
2
=  u + v t = 5.0
2 = 3.0 m s –2
Atau,
1
.................................  (b) Sesaran, s = (u + v)t ............ persamaan 
2
1
= (0 + 15.0)(5.0)
v – u 2
2. Pecutan, a = t ....................................... = 37.5 m
(Boleh juga diselesaikan melalui persamaan )
Disusun semula,
.......................................  (c) Halaju kereta Hisham pada masa t = 4.0 saat.
v = u + at.................................. persamaan 
= 0 + 3.0 (4.0)
3. Dengan menggantikan persamaan  ke dalam = 12.0 m s –1
persamaan .
1
s = (u + u + at)t (d) Katakan halaju kereta Hisham setelah bergerak
2
20.0 meter ialah v.
maka ............................ Dengan maklumat u = 0 m s –1
a = 3.0 m s –2
s = 20.0 m
4. Dengan menyusun semula persamaan . dan menggunakan persamaan 
v – u v = u + 2as
2
2
t = a maka v = 0 + 2 (3.0 × 20.0)
2
2
dan gantikan ke dalam persamaan , = 120.0
1
maka s = (u+v) v – u  Dengan itu, v = 10.95 m s –1
2
a
2
= v – u 2
2a
Disusun semula,
................................... 
26






02 SPM FIZIK F4 new.indd 26 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

SPM
Mentor SPM KBAT Cuba Ini! 2.1
S1 Farid meninggalkan rumah pada pukul 10.00
Seekor kucing yang sedang berehat ternampak pagi untuk pergi ke pejabat pos. Selepas itu, dia
seekor tikus sedang berlari menuju sebuah lubang bergerak ke sebuah kedai buku dan kemudian ke
dengan halaju seragam 0.4 m s . Pada ketika itu,
–1
jarak di antara kucing dan tikus ialah 6.0 m manakala Kedai Ayam Goreng KEC. Dari situ, dia bergerak
jarak di antara tikus dan lubang ialah 2.0 m. Jika dan sampai ke rumah Ken pada pukul 12.00
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
kucing itu berlari ke arah tikus dengan pecutan tengah hari.
–2
seragam 1.0 m s , dapatkah kucing itu menangkap
tikus itu sebelum tikus itu memasuki lubang? T
1.8 km i
n
0.9 km k
g
Rumah Pejabat pos a
Farid U t
a
n
1.2 km B T 4
Kedai buku
S
0.7 km
6.0 m 2.0 m 1.6 km
Kedai ayam
Rajah 2.21 Rumah Ken goreng KEC
Jawapan: Rajah 2.22
Jarak di antara kucing dengan lubang ialah 8.0 m dan
jarak di antara tikus dengan lubang ialah 2.0 m. Jika Pada ketika Farid sampai ke rumah Ken,
masa yang diperlukan oleh kucing bergerak sejauh berapakah
8.0 m ke lubang adalah lebih lama daripada masa (a) jumlah jarak dilalui oleh Farid?
yang diperlukan oleh tikus bergerak sejauh 2.0 m ke (b) laju purata Farid?
lubang, kucing tidak sempat menangkap tikus itu. (c) sesaran Farid dari rumahnya?
Sebaliknya, tikus akan ditangkap oleh kucing. (d) halaju purata Farid?
Bagi tikus, halaju seragamnya,
v = 0.4 m s –1
s = 2.0 m S2 Rajah 2.23 menunjukkan 4 keratan pita detik
KBAT yang diperoleh daripada satu eksperimen yang
Oleh kerana menggunakan troli.
s = v × t bagi kes halaju seragam,
t = s
v Tamat Mula
= 2.0
0.4 Pita P
= 5.0 s Pita Q
Bagi kes kucing,
halaju awal, u = 0 m s –1 Pita R
pecutan, a = 1.0 m s –2 Pita S
sesaran, s = 8.0 m
Dengan menggunakan formula Rajah 2.23
1
s = ut + at ,
2
2 (a) Bandingkan pita P dan Q dan nyatakan
1
8.0 = 0 + (1.0)t 2 (i) satu ciri sepunya,
2 (ii) satu ciri perbezaan.
t = 16.0 (b) Terangkan jenis gerakan yang ditunjukkan
2
Maka, t = 16.0 oleh
= 4.0 s (i) pita R,
Oleh itu, kucing dapat menangkap tikus sebelum (ii) pita S.
tikus itu sempat masuk ke dalam lubang.





27






02 SPM FIZIK F4 new.indd 27 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

S3 Seorang murid menjalankan satu eksperimen S5 Sebuah kereta yang sedang bergerak dengan
dengan menggunakan troli yang menuruni KBAT pecutan seragam telah melalui tiang lampu A dan
–1
–1
sebuah landasan condong. Rajah 2.24 B dengan halaju 18 m s dan 20 m s masing-
menunjukkan carta yang mewakili gerakan troli masing. Jika jarak di antara dua tiang lampu itu
itu. ialah 10 m, hitungkan
x / cm
Tiang lampu B
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
11
Tiang lampu A
10
9
T
i
n
8
g
Rajah 2.26
k
7
a
t
a
6 (a) pecutan kereta itu,
n
4 5 (b) masa diambil oleh kereta itu untuk bergerak
dari tiang lampu A ke tiang lampu B.
4
3
2
1 2.2 Graf Gerakan Linear
0 t / 5-detik
Graf Sesaran-Masa
Rajah 2.24
Jika jangka masa detik membuat 50 detik per
saat, tentukan
(a) halaju awal, Sesaran, s 0 m 0.5 m 1.0 m 1.5 m 2.0 m
(b) halaju akhir, Masa, t 0 s 2 s 4 s 6 s 8 s
(c) pecutan Z
troli itu. Z Z
S4 Seorang penunggang basikal bergerak pada satu Sesaran, s 0 m 0.5 m 1.0 m 1.5 m 2.0 m
garis lurus dengan halaju 8 m s di atas satu Masa, t 0 hingga 8 s
–1
permukaan yang keras. Apabila dia berada pada
kedudukan 6 m daripada permukaan lembut, dia Rajah 2.27 Perlumbaan kura-kura dan arnab
telah memperlahankan basikal supaya basikal
dapat memasuki permukaan lembut dengan 1. Rajah 2.27 menunjukkan seekor kura-kura
halaju 4 m s . bergerak dengan perlahan ketika arnab itu
–1
sedang tidur dalam tempoh masa t = 0 hingga
8 saat.
Sesaran, s / m Sesaran, s / m
2.0 2.0
Permukaan Permukaan
kasar 6m lembut 1.5 1.5
Rajah 2.25 1.0 1.0
(a) Berapakah masa diambil oleh basikal itu 0.5
untuk diperlahankan dari halaju 8 m s 0.5
–1
sehingga ke 4 m s ? 0
–1
4
(b) Kira nyahpecutan basikal itu. 2 Masa, t / s 8 0 2 4 6 8
6
(c) Basikal itu menyahpecut secara seragam Masa, t / s
sehingga berhenti 3 saat selepas memasuki (a) Kura-kura (b) Arnab
permukaan lembut. Kira jarak yang dilalui Rajah 2.28 Graf s-t
oleh basikal itu di atas permukaan lembut.
2. Pergerakan kura-kura dan arnab itu diwakili
dengan dua graf di atas.


28






02 SPM FIZIK F4 new.indd 28 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
(a) Graf dalam Rajah 2.28(a) menunjukkan Graf Halaju-Masa
sesaran kura-kura dari garis permulaan 1. Kecerunan graf halaju masa memberi nilai
dari masa t = 0 ke t = 8 s. kadar perubahan halaju, iaitu pecutan objek
(b) Graf dalam Rajah 2.28(b) menunjukkan itu.
sepanjang masa t = 0 s sehingga t = 8 s,
sesaran arnab dari garis permulaan ialah 2. Luas di bawah graf halaju masa memberi nilai
sesaran objek itu.
0.5 m. Sepanjang 8 saat itu, arnab tidak
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
bergerak dan sedang tidur. Jadual 2.2
3. Graf sesaran-masa sesuatu objek Graf v lawan t Keterangan T
i
membolehkan sesaran objek itu pada masa- (a) n
g
masa tertentu dibaca. v / m s –1 k
a
t
4. Kecerunan graf sesaran masa memberi nilai Objek tidak bergerak. Halaju a
n
kadar perubahan sesaran, iaitu halaju objek itu. objek adalah sifar. 4
Sesaran, s / m Sesaran, s / m
0 t /s
(b)
Halaju = v / m s –1 Objek bergerak dengan halaju
Kecerunan graf seragam.
s-t
Pecutan = Kecerunan graf
= 0 m s –2
0 0 0 t /s
Masa, t / s Masa, t / s
Rajah 2.29 (c)
v / m s –1 Halaju bertambah dengan kadar
5. Beberapa graf sesaran-masa yang umum seragam. Kecerunan graf adalah
ditunjukkan dalam Jadual 2.1 di bawah. positif dan malar. Objek bergerak
dengan pecutan seragam.
Jadual 2.1 0 t /s
Graf s lawan t Keterangan (d)
(a) –1
s / m Objek sentiasa mempunyai v / m s Halaju berkurang dengan kadar
sesaran yang sama. Oleh itu, seragam. Kecerunan graf
objek itu tidak bergerak atau adalah negatif dan malar. Objek
pegun. bergerak dengan nyahpecutan
Halaju = kecerunan graf seragam.
= 0 m s –1
t /s t /s
0 0
(b)
s / m
Sesaran bertambah dengan 3. Luas di bawah graf v lawan t yang berikut
kadar seragam. Kecerunan
graf adalah malar. Objek memberi sesaran objek masing-masing.
bergerak dengan halaju (a) v / m s –1 (b) v / m s –1
seragam.
t /s
0
v v
(c) Kecerunan graf yang
s / m
ditentukan dengan bantuan
segi tiga seperti yang
ditunjukkan bertambah. 0 t t /s 0 t t /s
Halaju semakin bertambah. (c)
Objek bergerak dengan v / m s –1
t /s pecutan. v
0
(d) s / m Kecerunan graf semakin u
berkurang. Halaju gerakan 0 t /s
semakin berkurang. t
Objek bergerak dengan
t /s nyahpecutan.
0
29






02 SPM FIZIK F4 new.indd 29 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Graf Pecutan-Masa
CONTOH 2.11
Jadual 2.3
Graf a lawan t Keterangan Rajah 2.31 menunjukkan halaju-masa sebuah
motosikal yang bergerak di sepanjang suatu jalan
(a)
a / m s –2 yang lurus.
Objek bergerak dengan pecutan v / m s –1
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
a seragam yang positif. A B
25.0
20.0
0 t /s
T
i
(b) 15.0
n
g
a / m s –2 10.0
k
Objek bergerak dengan pecutan 5.0
a
t
seragam yang negatif atau 0 C t /s
a
0
t /s
n
4 nyahpecutan. –5.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0
–a –10.0 D
Rajah 2.31
CONTOH 2.10
(a) Terangkan keadaan gerakan motosikal itu yang
Rajah 2.30 menunjukkan graf sesaran masa seorang diwakili oleh bahagian graf
pelari dalam satu sesi latihan memanaskan badan. (i) OA (ii) AB
(iii) BC (iv) CD
s /m (b) Tentukan sesaran motosikal itu
C
s (i) selepas 20.0 saat
1
s 2 A B (ii) selepas 25.0 saat
(c) Lakarkan graf pecutan-masa bagi gerakan
motosikal itu untuk 25.0 saat yang pertama.
D
0 t /s Penyelesaian
t 1 t 2 t 3 t 4
Rajah 2.30 (a) (i) Bahagian OA 25.0 – 0
Terangkan keadaan gerakan pelari itu yang diwakili Kecerunan graf = 10.0 – 0
oleh bahagian graf (a) OA (b) AB (c) BC (d) CD. = 2.5 m s –2
Motosikal bergerak dengan pecutan
Penyelesaian seragam 2.5 m s .
–2
(a) Bahagian OA (ii) Bahagian AB
Kecerunan graf positif dan malar. Oleh itu, Motosikal bergerak dengan halaju seragam
pelari berlari dengan halaju seragam. 25.0 m s .
–1
(b) Bahagian AB
Sesaran tidak berubah. Pelari tidak bergerak. (iii) Bahagian BC: (0 – 25.0)
(c) Bahagian BC Kecerunan = (20.0 – 15.0)
Kecerunan graf bertambah. Oleh itu, pelari = –5.0 m s –2
berlari dengan halaju yang semakin bertambah Motosikal bergerak dengan nyahpecutan
atau, pelari sedang memecut. yang bermagnitud 5.0 m s sehingga berhenti
–2
(d) Bahagian CD pada masa t = 20.0 s.
Kecerunan graf negatif dan malar. Oleh itu, (iv) Bahagian CD
pelari berlari dengan halaju seragam tetapi pada Motosikal bergerak dengan halaju negatif.
arah yang bertentangan. Pelari itu berlari balik Hal ini bermaksud motosikal bergerak
ke tempat permulaannya. balik, pada arah bertentangan.




30






02 SPM FIZIK F4 new.indd 30 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

SPM
(–10.0 – 0) Mentor SPM
Kecerunan =
(25.0 – 20.0)
= –2.0 m s –2 Graf v-t dalam Rajah 2.32 menunjukkan keadaan
Catatan: Dalam kes ini, walaupun magnitud seorang penerjun ketika melompat dari kapal terbang
sehingga mendarat di permukaan bumi. Analisis graf
halaju motosikal semakin bertambah, v-t dan jelaskan pergerakan penerjun itu ketika
namun pecutannya bernilai negatif. Hal (a) 0 < t < 5 s,
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
ini kerana motosikal itu sedang bergerak (b) 20 < t < 25 s,
pada arah negatif. (c) 30 < t < 35 s.
(b) (i) Sesaran motosikal selepas 20.0 saat. v / m s –1 T
i
= luas di bawah graf bagi t = 0 s sehingga 50 g
n
t = 20.0 s 40 k
1
a
t
=  × 10.0 × 25.0+(5.0 × 25.0) + 30 Payung terjun Payung terjun a
2
belum buka
sudah buka
n
1
 × 5.0 × 25.0 20 4
2
= 312.5 m 10 Mendarat
0 t /s
5 10 15 20 25 30 35 40
t = 0 s
t = 20.0 s
s = 312.5 m Rajah 2.32
t = 25.0 s
(ii) Untuk masa t = 20.0 s sehingga t = 25.0 s, Jawapan:
motosikal bergerak pada arah bertentangan (a) Penerjun itu bergerak dengan pecutan yang
seperti ditunjukkan dalam rajah di atas. berkurangan.
Jarak yang dilalui oleh motosikal untuk (b) Penerjun itu bergerak dengan nyahpecutan
seragam.
masa t = 20.0 s hingga 25.0 s (c) Penerjun itu bergerak dengan halaju seragam.
1
= 2 (5.0 × 10.0)
= 25.0 m
Oleh itu, sesaran motosikal selepas 25.0 s
= 312.5 –25.0 = 287.5 m
Cuba Ini! 2.2
(c)
a / m s –2 S1 Graf s-t dalam rajah menunjukkan gerakan
sebuah kotak yang dinaikkan secara tegak oleh
3.0
2.0 sebuah kren. S ialah sesaran kotak itu daripada
1.0 tapak.
t /s s / m
0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0
–1.0
–2.0 2.0
–3.0
1.5
–4.0
1.0
–5.0
s 0.5
t / s
0 1 2 3 4 5
Rajah 2.33
Pastikan anda boleh menggunakan rumus pecutan, (a) Terangkan secara ringkas gerakan kotak itu
a = v – u untuk menghitung pecutan daripada dari t = 0 hingga 5 s.
t (b) Kira halaju kotak itu dari t = 2.4 s hingga
• pita detik, 3.8 s.
• carta pita, dan (c) Berapakah halaju purata kotak itu dari t = 0
• graf halaju-masa. hingga 5 saat?




31






02 SPM FIZIK F4 new.indd 31 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
S2 Sebuah bas bergerak sepanjang satu jalan S4 Sebuah lif bergerak dari tingkat bawah ke tingkat
yang lurus dan berhenti di ‘Perhentian 1’ untuk 5. Lif itu berhenti sekejap sebelum menurun ke
mengambil beberapa orang penumpang. Bas bawah sehingga berhenti di Tingkat 1.
itu seterusnya bergerak sehingga berhenti di
‘Perhentian 2’. Graf v-t dalam rajah menunjukkan
gerakan bas itu.
Perhentian Perhentian
bas 1 bas 2
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.

v / m s –1
T
i
n
g
20 Halaju
k
a
t
15 4
a
n
4
10
2
5 0 Masa
5 10 15 20
0 10 20 30 40 50 60 t / s –2
Rajah 2.34 – 4
(a) Berapakah jauh bas itu bergerak sebelum
berhenti di ‘Perhentian 1’?
(b) Berapakah masa yang diambil oleh bas itu Rajah 2.36
semasa berhenti di ‘Perhentian 1’? (a) (i) Bilakah lif itu berhenti di Tingkat 5?
(c) Hitung nyahpecutan bas itu sebelum berhenti (ii) Terangkan jawapan anda di a(i).
di ‘Perhentian 2’.
(d) Berapakah jarak di antara ‘Perhentian 1’ dan (b) (i) Berapakah tempoh masa lif itu bergerak
‘Perhentian 2’? ke bawah?
(ii) Terangkan jawapan anda di b(i).
S3 Graf s-t dalam rajah menunjukkan sesaran, s, (c) Berapakah jumlah jarak dilalui lif itu apabila
seorang budak dari bilik darjah sepanjang satu akhirnya berhenti di Tingkat 1?
kaki lima. (d) Hitung sesaran lif ketika t = 20 s.
s / m
Fizik Rekod Dunia 100 m
35
Graf v-t Usain Bolt ketika memecah rekod dunia
30 100 m di Berlin, pada tahun 2009
v / m s –1
25
12
20
10
15
10 8
5 6
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 t / s 4
Rajah 2.35 2
(a) (i) Berapakah jumlah jarak gerakan budak t / s
itu? 0 2 4 6 8 10
(ii) Hitung laju purata budak itu.
(b) Semasa dalam perjalanan, budak itu berhenti
untuk memungut beberapa buah buku yang S5 Tanpa membuat pengiraan yang sebenar,
terjatuh. Bilakah masa, t, budak itu memungut berapakah luas di bawah graf v-t di atas?
buku-buku itu?
(c) Lakarkan graf v-t dari t = 0 ke 55 s.



32






02 SPM FIZIK F4 new.indd 32 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

2.3 Gerakan Jatuh Bebas

Gerakan Objek yang Jatuh dengan Rintangan Udara dan Tanpa Rintangan Udara




Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.



i
n
Bagi menunjukkan gerakan jatuh bebas tanpa ruang T
g
k
vakum, dua objek yang sama bentuk (sfera) tetapi t
a
berlainan jisim boleh digunakan. n
a
4






Rajah 2.37
1. Pada awalnya, tiub kaca mengandungi udara. Apabila tiub itu diterbalikkan, duit syiling sampai ke dasar
tiub lebih awal daripada bulu ayam walaupun kedua-dua objek itu mula jatuh pada masa yang sama.
• Perbincangan: Bulu ayam mengalami rintangan udara yang lebih ketika jatuh berbanding dengan
duit syiling.
2. Seterusnya, tiub kaca itu disambung ke pam vakum
untuk menyedut udara keluar. Apabila semua udara
dikeluarkan, satu vakum terhasil dalam tiub itu. Sambung ke
3. Apabila tiub itu diterbalikkan, kedua-dua duit syiling pam vakum
dan bulu ayam sampai ke dasar tiub pada masa yang
sama.
Duit
• Perbincangan: Dalam kes ini, kedua-dua objek jatuh syiling Bulu
tanpa rintangan udara. Udara disedut ayam
keluar dari
4. Suatu objek yang jatuh di bawah daya tarikan graviti tiub kaca
tanpa pengaruh daya-daya luar seperti rintangan Vakum
udara dikatakan sebagai jatuh secara bebas atau jatuh
bebas.
5. Objek yang jatuh bebas akan memecut. Pecutannya
dikenal sebagai pecutan graviti. Nilai pecutan graviti
tidak bergantung kepada bentuk dan jisim objek yang Rajah 2.38
jatuh.












33






02 SPM FIZIK F4 new.indd 33 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

AKTIVITI 2.2

Tujuan: Menentukan nilai pecutan graviti
Radas dan Bahan: Kit photogate dan pemasa Diameter = d cm Bola keluli
elektronik, bola keluli, Photogate A
tolok skru mikrometer Masa melalui
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
1
Arahan: photogate A = t saat
1. Susunan radas adalah seperti ditunjukkan
dalam Rajah 2.39.
T
i
n
2. Sepasang photogate disusunkan pada
g
k
ketinggian yang berlainan.
a
t
a
3. Sebiji bola keluli dijatuhkan melalui
n
4 kedua-dua photogate, masing-masing Masa melalui Photogate B
2
mempunyai sensor optik yang dapat photogate B = t saat
mengukur masa, t, sebuah objek
melaluinya.
4. Diameter bola keluli, d, diukur dengan
menggunakan sebuah tolok skru
mikrometer.
Keputusan:
Pemasa elektronik
Diameter bola keluli = d cm Rajah 2.39
Masa bola keluli itu melalui photogate A = t 1 s
Masa bola keluli itu melalui photogate B = t 2 s
Masa bola keluli bergerak antara photogate A dan photogate B = t s
Kiraan:
d
Halaju purata bola keluli ketika melalui photogate A, u = cm s .
–1
t 1
d
Halaju purata bola keluli ketika melalui photogate B, v = cm s .
–1
t 2
Masa diambil oleh bola keluli itu untuk memecut dari u ke v = t s
v – u
Dengan menggunakan formula a = , pecutan graviti yang diperoleh dari eksperimen ialah,
t
d – d
v – u
g = = t 2 t 1 cm s –2
t t
Nilai ini boleh dibahagikan dengan 100 untuk ditukarkan kepada unit m s supaya perbandingan
–2
dengan nilai piawai dapat dibuat dengan lebih mudah.
Perbincangan:
–2
Anggaran secara saintifik nilai g di khatulistiwa adalah lebih kurang 9.78 m s manakala di kutub
adalah lebih kurang 9.83 m s .
–2
Kebiasaanya, nilai eksperimen adalah lebih rendah daripada nilai anggaran tersebut kerana terdapat
rintangan udara yang mengurangkan pecutan bola keluli semasa jatuh.









34






02 SPM FIZIK F4 new.indd 34 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

CONTOH 2.12 Cuba Ini! 2.3
S1 Berapakah masa yang diambil oleh seketul batu
Seorang pelajar yang jatuh bebas sejauh 100 m? (Anggapkan
–2
melempar seketul batu pecutan graviti, g = 10 m s )
secara tegak ke atas. S2 Rajah 2.41(a) menunjukkan seorang
Batu itu bergerak setinggi angkasawan berdiri di atas permukaan bulan.
5 m sebelum berhenti Beliau melepaskan sehelai kertas dan sebiji
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
bola getah daripada tinggi yang sama secara
seketika dan jatuh balik. serentak. Rajah 2.41(b) menunjukkan gambar
Rajah 2.40 menunjukkan foto kedua-dua objek yang jatuh bebas dengan
lintasan gerakan batu itu bantuan sebuah stroboskop. KBAT T
i
n
dari A ke B dan C. g
(a) Berapakah magnitud Bola Kertas a
k
t
halaju batu itu a
n
ketika meninggalkan 4
tangan pelajar itu di
kedudukan A?
(b) Berapakah jumlah (a) (b)
masa gerakan batu Rajah 2.41
dari A sehingga ke
C? Rajah 2.40 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan jatuh
bebas?
(Ambil g = 10 m s ) (b) Apakah inferens yang dapat dibuat
–2
berdasarkan pemerhatian itu?
Penyelesaian (c) Jika aktiviti ini diulangi di permukaan Bumi,
Tinggi, s = 5 m. objek yang manakah akan sampai ke lantai
dahulu? Terangkan.
(a) Batu itu bergerak pada arah lawan dari daya S3 Rajah 2.42 menunjukkan sebiji bola dilancarkan
tarikan graviti, oleh itu pecutan, g = –10 m s . secara tegak ke atas dari kedudukan A dengan
–2
Di kedudukan B, batu itu berhenti seketika, oleh halaju awal 24 m s . Bola itu bergerak sehingga
–1
itu, v = 0 m s . ke kedudukan B, kemudian jatuh balik.
–1
Jika halaju ketika di A ialah v A , maka dengan
menggunakan rumus, B
v = u + 2as
2
2
0 = v A + 2 (–10)(5)
2
v A = 100
2
Maka, v A = 10 m s –1
24 m s –1
(b) Sesaran batu dari A ketika di C ialah 0. Dengan
mengambil rumus,
1
s = ut + at 2 A
2
1
0 = 10t + (–10)t 2
2
5t(2 – t) = 0 Rajah 2.42
t = 2 s
(a) Berapakah jarak antara A dan B.
Oleh itu, jumlah masa gerakan batu dari A ke (b) Berapakah masa diambil untuk bola itu
C ialah 2 saat. bergerak dari A ke B.
(c) Nyatakan anggapan anda dalam pengiraan
nilai-nilai itu.
(Ambil g = 10 m s )
–2






35






02 SPM FIZIK F4 new.indd 35 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
2. Pada awalnya, buku-buku di atas adalah pegun.
2.4 Inersia
3. Inersianya menentang perubahan dalam
keadaan pegun, maka apabila buku di tengah
1. Inersia merupakan sifat semula jadi suatu disentap, buku-buku di atas tidak bergerak
objek yang cenderung untuk menentang bersama-sama.
sebarang perubahan keadaan asalnya, sama
ada dalam keadaan pegun atau keadaan Keadaan Asal Objek yang Bergerak
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
bergerak.
Situasi 1
Keadaan Asal Objek yang Pegun
T
i
n
g
Situasi I
k
a
Inersia
t
a
n
4 VIDEO
Rajah 2.45
Tarik 1. Apabila sebuah kereta bergerak, penumpang di
Kadbod dalam kereta itu juga bergerak bersama-sama.
Gelas
2. Apabila kereta itu diberhentikan dengan tiba-
tiba, penumpang di dalamnya akan terhumban
Rajah 2.43 ke hadapan.

1. Rajah 2.43 menunjukkan sekeping duit 3. Inersia penumpang itu menentang perubahan
syiling 50 sen diletakkan di atas sekeping keadaan asalnya, iaitu, keadaan bergerak.
Dengan itu, penumpang itu meneruskan
kadbod yang terletak di atas sebuah gelas.
gerakannya ke hadapan.
2. Apabila kadbod itu disentap secara ufuk,
duit syiling akan terjatuh ke dalam gelas itu. Situasi II
3. Inersia duit syiling itu menentang perubahan 1. Rajah 2.46 menunjukkan cara untuk
keadaan asalnya, iaitu keadaan pegun. mengeluarkan sos tomato dari botolnya.
Dengan itu, duit syiling itu tidak digerakkan Apabila botol sos tomato itu digerakkan secara
bersama-sama dengan kepingan kadbod dan cepat ke arah makanan, sos tomato di dalam
jatuh ke dalam gelas kerana daya tarikan botol itu juga bergerak bersama-sama.
graviti.

Situasi II
1. Apabila buku di tengah pada satu tindihan
disentap, buku yang lain di atasnya akan jatuh
ke bawah.

Rajah 2.46
2. Apabila botol itu diberhentikan dengan tiba-tiba,
sos tomato di dalamnya akan dipaksa keluar.
3. Inersia sos tomato itu menentang perubahan
keadaan asalnya, iaitu, keadaan bergerak.
Tarik
Dengan itu, sos tomato itu terus bergerak
Rajah 2.44 sehingga keluar dari botolnya.


36






02 SPM FIZIK F4 new.indd 36 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Hubungan antara Jisim dengan Inersia
1. Jisim suatu objek ialah amaun atau kuantiti jirim yang terdapat dalam objek itu.
2. Jisim suatu objek bergantung kepada bilangan dan jenis atom dalam objek itu.



Eksperimen 2.1
Eksperimen 2.1
Eksperimen 2.1
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
Tujuan: Menyiasat hubungan antara jisim dan inersia.
Pernyataan masalah: Apakah hubungan antara jisim dan inersia? T
i
n
g
Inferens: Inersia sesuatu objek dipengaruhi oleh jisimnya. k
a
Hipotesis: Semakin besar jisim sesuatu objek, semakin besar inersianya. t
a
n
Pemboleh ubah: 4
(a) dimanipulasikan : Jisim
(b) bergerak balas : Inersia
(c) dimalarkan : Panjang bilah gergaji digunakan
Definisi secara operasi:
Tempoh ayunan bilah gergaji ialah petunjuk inersia. Semakin besar tempoh ayunan bermakna semakin
besar inersia objek yang dilekatkan pada hujung bebas bilah gergaji itu.
Radas: Bilah gergaji, pengapit-G dan jam randik

Bahan: Plastisin
Prosedur:
1. Sebuah neraca inersia disediakan seperti dalam Rajah 2.47.
2. Bilah gergaji itu diapit secara mengufuk dan ketat. Pengapit-G
3. Seketul plastisin 30 g dilekatkan pada hujung bilah gergaji
yang bebas.
4. Plastisin disesarkan sedikit untuk mengayunkannya secara
mengufuk. Masa untuk 10 ayunan lengkap, t 1 ditentukan Plastisin
dan direkodkan. Prosedur ini diulang untuk mendapatkan
nilai t 2 . Semua bacaan dicatatkan dalam jadual.
5. Langkah 3 dan 4 diulang untuk plastisin yang berjisim 40 g, Bilah gergaji
50 g, 60 g, dan 70 g.
Kaki meja
6. Graf tempoh lawan jisim beban dilukiskan.
Rajah 2.47
Keputusan:
1. Penjadualan data.
Jadual 2.4
Masa untuk 10 ayunan, t / s
Jisim plastisin, m / g Tempoh, T = t / s
t 1 t 2 Purata, t 10
30 4.1 4.1 4.1 0.41
40 4.8 4.8 4.8 0.48
50 5.5 5.4 5.5 0.55
60 6.0 6.1 6.1 0.61
70 6.5 6.5 6.5 0.65


37






02 SPM FIZIK F4 new.indd 37 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

2. Graf tempoh, T melawan jisim, m.

T / s


0.70
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
0.60

T
i
0.50
n
g
k
a
t
0.40
a
n
4
0.30 m / g
0 10 20 30 40 50 60 70
Rajah 2.48
Perbincangan:
1. Dari graf tempoh lawan jisim yang dilukis didapati bahawa semakin besar jisim beban, semakin
besar tempoh ayunan bilah gergaji.
2. Hal ini juga bermaksud, semakin besar jisim suatu objek, semakin besar inersianya. Oleh itu
hipotesis diterima.
Kesimpulan:
Apabila jisim sesuatu objek bertambah, semakin susah untuk mengubah keadaan kedudukannya sama
ada pegun atau bergerak. Hal ini bermaksud inersia sesuatu objek bertambah dengan pertambahan
jisimnya.
Langkah berjaga-jaga:
Tempoh ayunan ialah satu nilai yang sangat kecil dan sukar diukur dengan jitu secara terus. Oleh itu,
masa diambil untuk 10 ayunan lengkap diukur dan nilai ini dibahagikan dengan 10 untuk menentukan
masa untuk satu ayunan lengkap, iaitu, tempoh. Kaedah ini akan meningkatkan kejituan pengukuran
masa.
Pengukuran masa diulangi dan nilai purata diambil untuk mengurangkan ralat rawak.



Hukum Gerakan Newton Pertama 4. Suatu objek yang bergerak dengan halaju
seragam akan tetap bergerak dengan halaju
1. Sifat inersia sesuatu objek boleh dinyatakan seragam sepanjang garis lurus. Daya luar mesti
dalam hukum gerakan Newton pertama. ditindakkan ke atas objek bagi mengubahkan
keadaan itu.
2. Hukum gerakan Newton pertama menyatakan
bahawa sesuatu objek akan kekal dalam 5. Hukum gerakan Newton ditemui oleh Sir Isaac
keadaan asalnya, iaitu dalam keadaan pegun Newton (1642 – 1727). Beliau telah menulis
atau keadaan gerakan dengan halaju seragam sebuah buku ‘Philosophiae Naturalis Principia
jika tiada daya luar bertindak ke atas objek Matematica’ yang menjadi asas kepada bidang
itu. mekanik. Buku ini juga menerangkan banyak
hukum yang penting, termasuk hukum gerakan
3. Sesuatu objek yang pegun akan tetap pegun. Newton I, II, dan III.
Satu daya luar diperlukan untuk menggerakkan
objek itu.

38






02 SPM FIZIK F4 new.indd 38 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Dahan Perlanggaran kereta

Apabila dahan pokok buah jambu Penyandar
digerakkan dengan cepat, buah Apabila sebuah kepala
jambu yang pada asalnya dalam kereta dilanggar dari
keadaan pegun menentang belakang, kereta
gerakan disebabkan oleh itu akan bergerak
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
inersianya. Hal ini menyebabkan ke hadapan dengan
tangkai yang memegang buah itu tiba-tiba. Penyandar
ke dahan putus dan buah jambu kepala dapat menahan T
i
batu itu jatuh ke bawah. kepala yang bergerak g
n
bersama dengan badan ke belakang kesan daripada inersia. k
a
t
a
n
4

Jambu







Kesan Lori

Kertas tisu Inersia Dalam keadaan kecemasan di mana
sebuah lori kayu balak berhenti
Apabila sehelai kertas secara tiba-tiba, kayu balak yang
tisu dicabutkan dari pada asalnya dalam keadaan
kotaknya dengan pantas, bergerak akan terus bergerak
tisu yang dicabut itu kerana inersianya. Struktur keluli
sahaja yang bergerak. yang kukuh dipasangkan di ruang
Inersia kotak itu akan antara tempat duduk pemandu
mengekalkan dengan kayu balak akan menahan
keadaannya kayu balak dari merempuh pemandu
yang pegun. lori.

Struktur Keluli




Rambut

Seorang gadis mengeringkan rambut yang
basah dengan menggerakkan kepalanya
dengan cepat. Disebabkan oleh inersia,
air dari rambut akan meneruskan keadaan
gerakannya walaupun rambut sudah
berhenti bergerak selepas kepala gadis
berhenti bergerak. Dengan itu air akan
tertanggal dari rambut.



39






02 SPM FIZIK F4 new.indd 39 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Cuba Ini! 2.4
Untuk mengingati Hukum Gerakan Newton pertama S1 Rajah 2.53 menunjukkan dua buah tin P dan
apabila F = 0 Q serupa yang digantungkan pada tali yang
panjang.

Keadaan rehat - Sentiasa
dalam keadaan rehat. Tali
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
Pasir
T
i
n
g
P Q
k
Rajah 2.49
a
t
a
n
4 Ketika bergerak - Tolak
Sentiasa bergerak
• pada laju tetap, Rajah 2.53
• dalam garis lurus.
Apabila tin ditolak dengan daya yang sama,
(a) tin yang manakah lebih senang ditolak?
(b) tin yang manakah lebih senang
diberhentikan?
(c) Beri keterangan kepada jawapan anda di
Rajah 2.50 (a) dan (b).
S2 Terangkan mengapakah
SPM
Mentor SPM (a) lori yang penuh dengan muatan mengambil
masa yang lebih lama untuk berhenti.
(b) kereta api memerlukan satu jarak yang jauh
Rajah 2.51 menunjukkan untuk berhenti.
seekor gajah mengejar (c) pelantar gerudi minyak dibina daripada
seekor harimau. tiub-tiub keluli yang menyambungkan
Mengapakah inersia pelampung-pelampung besar ke dasar laut.
gajah adalah lebih besar
daripada harimau? Rajah 2.51 S3 Rajah 2.54 menunjukkan sebuah kereta mainan
A Saiz gajah adalah lebih besar daripada harimau. yang membawa sebuah kotak pensel sedang
B Jisim gajah adalah lebih besar daripada harimau. bergerak ke arah sebuah penahan yang pegun.
C Tinggi gajah lebih daripada harimau.
D Panjang badan gajah lebih daripada harimau. Kereta mainan
Kotak pensel
Paku
Jawapan: B
SPM
Mentor SPM Penahan
Rajah 2.54
Rajah 2.52 menunjukkan
dua bungkusan yang sama (a) Nyatakan apa yang akan berlaku kepada
saiz di angkasa lepas. Satu kotak pensel apabila kereta mainan itu
bungkusan mempunyai berlanggar dengan penahan itu.
jisim yang kecil manakala (b) Beri keterangan kepada jawapan anda di
satu lagi mempunyai jisim (a).
yang besar. Bagaimanakah (c) Bandingkan kesan yang diperhatikan jika
angkasawan itu membezakan kereta mainan itu bergerak dengan halaju
yang manakah adalah berjisim yang lebih tinggi.
lebih besar kerana kedua-dua Rajah 2.52
dalam keadaan tanpa graviti?
Jawapan:
Inersia sesuatu objek bergantung kepada jisim dan
bukan berat. Oleh itu, bungkusan yang berjisim lebih
besar adalah lebih susah untuk digerakkan daripada
keadaan pegunnya.
40
40





02 SPM FIZIK F4 new.indd 40 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

2.5 Momentum Penyelesaian
(a) Momentum kereta = 800 × 20
= 16 000 kg m s –1

Momentum lori = 5 000 × 20
= 100 000 kg m s –1
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
(b) Lori kerana lori mempunyai momentum yang
lebih besar. T
Rajah 2.55 i
n
g
1. Setiap objek bergerak mempunyai momentum Prinsip Keabadian Momentum k
a
tetapi momentum sebuah lori adalah jauh t
a
lebih besar daripada momentum sebuah basikal 1. Prinsip keabadian momentum menerangkan 4
n
walaupun kedua-duanya bergerak dengan bahawa dalam suatu sistem yang terdiri
halaju yang sama. daripada objek yang bertindak balas, jumlah
2. Momentum linear atau momentum sesuatu momentum adalah malar jika tiada daya luar
bertindak ke atas sistem itu.
objek ditakrifkan sebagai hasil darab jisim
objek itu dengan halajunya.
Momentum = Jisim × Halaju
Perlanggaran Kenyal vs Perlanggaran Tak Kenyal
S: Perlanggaran antara kereta bumper elektrik
3. Unit SI momentum ialah kg m s . Momentum yang ditunjukkan dalam gambar berikut adalah
–1
hampir dengan perlanggaran kenyal manakala
ialah satu kuantiti vektor. Arah momentum perlanggaran antara dua kereta itu adalah
adalah sama dengan arah halaju. perlanggaran tidak kenyal. Apakah perbezaan
antara kedua-dua jenis perlanggaran itu?
CONTOH 2.13

Jisim sebuah lori ialah 20 000 kg dan jisim kereta
ialah 2 000 kg. Jika lori dan kereta bergerak dengan
halaju 25 m s , kirakan momentum lori dan kereta.
–1
Penyelesaian
Momentum lori = 20 000 × 25
= 5 × 10 kg m s –1
5
Momentum kereta = 2 000 × 25
= 5 × 10 kg m s –1
4

CONTOH 2.14 Rajah 2.56
J: Dalam perlanggaran kenyal, kedua-dua jumlah
Sebuah kereta berjisim 800 kg manakala sebuah lori momentum dan jumlah tenaga kinetik diabadikan.
berjisim 5 000 kg. Dalam perlanggaran tidak kenyal, jumlah
(a) Bandingkan momentum kedua-dua kenderaan momentum diabadikan tetapi jumlah tenaga kinetik
sekiranya masing-masing bergerak dengan selepas perlanggaran adalah berkurangan kerana
halaju 20 m s . telah dipindahkan ke bentuk lain seperti tenaga
–1
(b) Jika kedua-dua kenderaan bergerak dengan bunyi dan tenaga terma (haba).
halaju yang sama, yang manakah akan
menyebabkan kerosakan yang lebih kepada
tiang lampu yang dilanggar?

41






02 SPM FIZIK F4 new.indd 41 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
Perlanggaran 2. Jenis perlanggaran
1. Prinsip keabadian momentum dapat dikaji Terdapat dua jenis perlanggaran, iaitu
melalui sistem perlanggaran objek. perlanggaran kenyal dan perlanggaran tak
kenyal.
(a) Dalam perlanggaran kenyal
2.0 kg 1.0 kg Pegun
3.0 m s –1 v m s –1
A B A B (i) momentum diabadikan,
(ii) tenaga kinetik diabadikan,
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
(a) (iii) jumlah tenaga terabadi.
(b) Dalam perlanggaran tak kenyal.
2.0 kg 3.0 m s –1 1.0 kg 2.0 m s –1 v m s –1 (i) momentum diabadikan,
T
i
A B A B
n
(ii) tenaga kinetik tidak diabadikan,
g
k
(b) (iii) ini adalah disebabkan sebahagian
a
t
a
Rajah 2.57 daripada tenaga kinetik telah
n
4 Untuk kes (a) dipindahkan kepada bentuk yang
Jumlah momentum Jumlah momentum lain seperti tenaga bunyi dan tenaga
=
sebelum perlanggaran selepas perlanggaran terma (haba).
(2.0 × 3.0) + (1.0 × 0) = (2.0 + 1.0)v (iv) jumlah tenaga terabadi.
6.0 kg m s = 3.0 v Dalam kehidupan harian, jarang kita
–1
Oleh itu, v = 2.0 m s –1 dapat perlanggaran kenyal. Yang ada ialah
perlanggaran yang hampir kenyal di mana
Untuk kes (b) kehilangan tenaga kinetik adalah sedikit. Satu
(2.0 × 3.0) + (1.0 × (–2.0)) = (2.0 + 1.0)v contoh ialah perlanggaran antara bola biliard.
4.0 kg m s = 3.0 v
–1
4.0
Oleh itu, v = 3.0 Dalam keterangan hukum atau prinsip, syarat-syarat
= 1.3 m s –1 dan had-had perlu dinyatakan bersama. Oleh itu,
dalam pernyataan prinsip keabadian momentum,
syarat bahawa tiada daya luar bertindak ke atas sistem
itu mesti dinyatakan.

Eksperimen 2.1
Eksperimen 2.2
Eksperimen 2.1
Tujuan: Menunjukkan jumlah momentum dalam sistem tertutup adalah malar bagi kes perlanggaran.
Masalah: Adakah jumlah momentum dalam sistem tertutup malar?
Hipotesis: Jumlah momentum sistem sebelum pelanggaran adalah sama dengan jumlah momentum
sistem selepas perlanggaran jika tiada daya luar mempengaruhi sistem itu.
Pemboleh ubah:
• dimanipulasikan : Momentum sebelum perlanggaran
• bergerak balas : Momentum selepas perlanggaran
• dimalarkan : Landasan troli terpampas geseran
Radas dan bahan: Jangka masa detik, bekalan kuasa a.u 12V, neraca tiga alur, 4 buah troli, landasan
troli, penyokong, pita detik, pita selofan, dan plastisin.








42






02 SPM FIZIK F4 new.indd 42 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
I Perlanggaran tak kenyal

Prosedur:
Jangka masa Pita
detik detik Troli A Troli B
Plastisin
Landasan terpampas
geseran
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
Bekalan kuasa Penyokong
a.u. 12 V
Rajah 2.58 T
i
n
1. Radas disusunkan seperti dalam Rajah 2.58. g
k
a
2. Satu hujung landasan troli dinaikkan sehingga landasan ini terpampas geseran. Apabila keadaan t
a
ini tercapai, troli yang diberi sedikit sentuhan akan bergerak menuruni landasan dengan halaju n
seragam yang dapat dikesan melalui pita detik yang ditarik bersama. 4
3. Troli A dan B ditimbang dan jisim m 1 dan m 2 , masing-masing direkodkan.
4. Jangka masa detik dihidupkan dan troli A diberi sedikit tolakan supaya bergerak ke arah troli B.
5. Troli A akan berlanggar dengan troli B dan kedua-dua melekat serta bergerak bersama-sama
menuruni landasan troli.
6. Pita detik itu dianalisis untuk menentukan halaju troli sebelum perlanggaran, u dan halajunya
selepas perlanggaran, v. Nilai-nilai ini direkodkan.
7. 2 troli lain ditimbang dan eksperimen diulangi dengan
(a) 1 troli berlanggar dengan 2 troli yang pegun,
(b) 2 troli berlanggar dengan 1 troli yang pegun, dan
(c) 3 troli berlanggar dengan 1 troli yang pegun.
Keputusan:
Jadual 2.5
Sebelum perlanggaran Selepas perlanggaran
Jumlah Jisim troli
Jisim troli, Halaju, momentum, (m 1 + m 2 ) Halaju, Jumlah momentum,
m 1 / kg u / m s –1 u / m s –1 (m 1 + m 2 ) v / kg m s –1
m 1 u / kg m s –1 / kg
1 1 + 1 = 2
1 1 + 2 = 3
2 2 + 1 = 3
2 3 + 1 = 4
Kesimpulan
Jumlah momentum sistem sebelum dan selepas perlanggaran adalah sama. Oleh itu, hipotesis diterima.
II Perlanggaran kenyal
Prosedur:
Jangka masa Pita
detik detik
Troli A Rod berspring
Troli B Landasan terpampas
geseran


Bekalan kuasa Penyokong
a.u. 12 V
Rajah 2.59


43






02 SPM FIZIK F4 new.indd 43 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
1. Kaedah diubahsuaikan dengan kedua-dua troli A dan B menarik pita detik yang berasingan tetapi
melalui jangka masa detik yang sama. Keadaan ini diperlukan kerana kedua-dua troli itu bergerak
secara berasingan selepas perlanggaran.
2. Pita yang diperoleh adalah seperti berikut:

Arah gerakan
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
Selepas perlanggaran Sebelum perlanggaran
Semasa
Halaju = v perlanggaran Halaju = u
T
i
Rajah 2.60
n
g
3. Eksperimen diulangi dengan
k
a
t
(a) 1 troli berlanggar dengan 2 troli yang pegun,
a
n
4 (b) 2 troli berlanggar dengan 1 troli yang pegun,
(c) 3 troli berlanggar dengan 1 troli yang pegun.
Keputusan:
Jadual 2.6
Sebelum perlanggaran Selepas perlanggaran
Jumlah momentum Jumlah momentum
u
m 1 m 2 v 1 v 2
m 1 u m 1 v 1 + m 2 v 2
1 1
1 2
2 1
3 1
Kesimpulan:
Jumlah momentum sistem sebelum dan selepas perlanggaran adalah sama. Oleh itu, hipotesis diterima.




CONTOH 2.15

Rajah 2.61 menunjukkan kedua-dua batu sedang Diberi v sebagai halaju batu selepas perlanggaran.
bergerak ke arah satu sama lain. Setelah berlanggar Jumlah momentum sebelum perlanggaran
antara satu sama lain, kedua-dua batu itu bergabung. = (2 000 × 750) + [500 × (–2 000)]
750 m s –1 2 000 m s –1 = 500 000 kg m s –1
A Jumlah mementum selepas perlanggaran
B = (2 000 + 500) × v
= 2 500v
500 kg
2 000 kg mengikut prinsip keabadian momentum, jumlah
Rajah 2.61 momentum sebelum dan selepas perlanggaran adalah
sama.
Kirakan halaju kedua-dua batu itu selepas
perlanggaran. Oleh itu,
2 500v = 500 000
Penyelesaian v = 200 m s –1
v A = 750 m s v B = –2 000 m s –1
–1
m A = 2 000 kg m B = 500 kg



44






02 SPM FIZIK F4 new.indd 44 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Penyelesaian
CONTOH 2.16
Jumlah momentum sebelum bergabung
Sebuah lori berjisim 8 000 kg sedang bergerak = (2.5 × 10 × 10) + (2.5 × 10 × 0.8)
4
4
dengan halaju 30 m s . Lori itu kemudian terlanggar = 4.5 × 10 kg m s –1
–1
4
bahagian belakang sebuah kereta berjisim 1 500 kg
yang sedang bergerak dengan halaju 20 m s . Jumlah momentum selepas bergabung
–1
4
Selepas perlanggaran, kedua-dua kenderaan itu = 5.0 × 10 × v
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
melekat dan bergerak dengan halaju v. Tentukan Mengikut prinsip keabadian momentum,
nilai v. jumlah momentum sebelum = jumlah mementum
selepas T
Penyelesaian 5.0 × 10 × v = 4.5 × 10 kg m s –1 n
i
4
4
g
30 m s –1 20 m s –1 v = 0.9 m s –1 k
a
t
Anggapan : Jumlah daya luar yang bertindak ke a
n
atas sistem terdiri daripada kedua-dua gerabak 4
Momentum lori sebelum perlanggaran adalah sifar.
= 8 000 × 30
= 240 000 kg m s –1
Momentum kereta sebelum perlanggaran Catatan:
= 1 500 × 20 1. Bagi eksperimen dalam bab ini, landasan
= 30 000 kg m s –1 terpampas geseran digunakan.
Jumlah momentum = Jumlah momentum Geseran
sebelum perlanggaran selepas perlanggaran Komponen
240 000 + 30 000 = (8 000+1 500) v berat troli
270 000 kg m s –1 = 9 500 v
270 000 Komponen berat membatalkan kesan geseran
Dengan itu, v = 9 500 Rajah 2.63
= 28 m s -1 2. Satu landasan yang terpampas geseran mempunyai
kecondongan dengan demikian sehingga daya
geseran antara troli dengan permukaan landasan
diseimbangkan oleh komponen berat troli di
CONTOH 2.17 sepanjang landasan troli.
Rajah 2.62 menunjukkan dua gerabak kereta api 3. Dua daya ini saling membatalkan satu dengan
yang sama telah bergabung di sebuah stesen kereta yang lain supaya landasan ini seolah-olahnya
api. Setiap gerabak mempunyai jisim 2.5 × 10 kg. tiada geseran.
4
Halaju gerabak 1 dan gerabak 2 sebelum bergabung 4. Apabila keadaan ini tercapai, troli yang diletak
adalah 1.0 m s dan 0.8 m s masing-masing. di atas landasan itu akan bergerak menuruni
–1
–1
1.0 m s -1 0.8 m s -1 landasan dengan halaju seragam jika diberi
sedikit sentuhan.
1 2
Sebelum Letupan
v 1. Apabila sebuah roket dilancarkan, gas ekzos
1 2 dipancut keluar dari bahagian belakang roket
Selepas itu dan roket bergerak secara tegak ke langit.
Rajah 2.62 Sebelum itu, roket berada secara pegun di
platform perlancaran. Sistem perlancaran roket
Cari halaju kedua-dua gerabak v, selepas bergabung. ini ialah satu contoh letupan.
Nyatakan satu anggapan dalam pengiraan anda.
2. Dalam letupan, jumlah momentum sistem
adalah diabadikan, iaitu jumlah momentum
sebelum dan selepas letupan adalah sifar.


45






02 SPM FIZIK F4 new.indd 45 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Eksperimen 2.3
Eksperimen 2.1
Eksperimen 2.1
Tujuan: Menunjukkan jumlah momentum dalam sistem tertutup adalah malar bagi kes letupan

Masalah: Dalam kes letupan seperti belon yang dipegang dan kemudian dilepaskan, jumlah
momentum awal adalah sifar. Adakah jumlah momentum selepas belon itu dilepaskan
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
juga adalah sifar?
Hipotesis: Jumlah momentum sistem sebelum letupan adalah sama dengan selepas letupan.
T
i
Pemboleh ubah:
n
g
• dimanipulasikan : Momentum sebelum letupun
k
a
t
• bergerak balas : Momentum selepas letupan
a
n
4 Radas dan bahan: Neraca tiga alur, 4 buah troli, 2 buah blok kayu, sebatang penukul, dan pembaris
meter
Prosedur:
Penukul
Blok kayu Blok kayu
Picu
A B
d 1 d
Troli 2
Rajah 2.64

1. Radas disusunkan seperti dalam Rajah 2.64.
2. Troli A dan B disusun bersentuhan dan sebaris dengan dua buah blok kayu pada kedua-dua
hujung.
3. Apabila picu diketuk dengan penukul, spring yang dimampatkan dalam troli A dilepaskan dengan
melancarkan rod daripadanya supaya troli A dan B dipisahkan dan bergerak pada arah yang
bertentangan.
4. Kedudukan kedua-dua blok kayu dilaraskan supaya troli-troli itu berlanggar dengan blok kayu
pada masa yang sama.
5. Jarak gerakan troli itu, d 1 dan d 2 diukur dan direkodkan.
6. 2 troli lain ditimbang dan eksperimen diulangi dengan
(a) 1 troli bersentuhan dengan 2 troli, dan
(b) 1 troli bersentuhan dengan 3 troli.

Keputusan:
1. Oleh kerana troli-troli berlanggar dengan blok kayu pada masa yang sama, magnitud halaju
gerakan adalah berkadar langsung dengan jarak.









46






02 SPM FIZIK F4 new.indd 46 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

2. Oleh kerana arah gerakan kedua-dua set troli adalah bertentangan, arah gerakan ke kanan
boleh dianggap sebagai positif. Dengan itu, jadual bagi keputusan dapat dipamerkan seperti yang berikut:
Jadual 2.7
Sebelum Selepas letupan
letupan
Jumlah Jumlah
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
Jumlah Jumlah
momentum v 1 =  –d 1  v 2 = d 2 m 1 m 2 momentum ke momentum ke momentum
t
t
kiri, m 1 v 1 kanan, m 2 v 2 T
i
n
g
k
a
t
a
n
4
Catatan: Nilai t tidak perlu diukur
Kesimpulan:
Jumlah momentum sebelum letupan adalah sama dengan selepas letupan, iaitu sifar. Hipotesis diterima.


CONTOH 2.18
Tip menjawab soalan mengenai prinsip keabadian
Seorang angkasawan yang berjisim 80 kg momentum:
melemparkan kotak peralatan yang berjisim 40 kg • Lakarkan rajah yang menunjukkan gerakan jasad yang
agar dapat kembali kepada kapal angkasa. terlibat
Jika kotak peralatan dilemparkan pada halaju • Tandakan jisim dan halaju (magnitud dan halaju) tiap-
tiap jasad pada rajah.
6 m s , apakah halaju angkasawan selepas • Gunakan rumus
–1
membuang kotak tersebut? Jumlah momentum awal = Jumlah momentum akhir
Penyelesaian
Diberi v sebagai halaju angkasawan.

Jumlah momentum sebelum melempar adalah sifar
kerana kedua-dua angkasawan dan kotak tersebut CONTOH 2.19
berada dalam keadaan rehat.
Rajah 2.65 menunjukkan dua buah troli A dan
Jumlah momentum selepas melempar B masing-masing dengan jisim 1.5 kg dan 1.0
= momentum kotak peralatan + momentum kg. Satu spring mampatan diletakkan di antara
angkasawan dua troli itu dan dimampatkan dengan menolak
= (40 × 6) + (80 × v) kedua-dua troli mendekati satu dengan yang lain.
= 240 + 80v Apabila kedua-dua troli itu dilepaskan, masing-
masing bergerak menjauhi satu dengan yang lain.
Mengikut prinsip keabadian momentum, Berapa jauhkah troli B akan bergerak ketika troli
jumlah momentum sebelum melempar A telah bergerak sejauh 40 cm?
= jumlah momentum selepas melempar
Oleh itu,
240 + 80v = 0 A B
v = –3.0 m s
–1
(Tanda negatif menunjukkan bahawa angkasawan Rajah 2.65
tersebut bergerak dalam arah yang bertentangan
dengan kotak peralatan.)



47






02 SPM FIZIK F4 new.indd 47 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Penyelesaian 4. Satelit dan kapsul angkasa lepas
menggunakan pancutan jet udara untuk
Katakan masa yang diambil oleh troli A bergerak mengawal gerakan dan kedudukan masing-
sejauh 40 cm ialah t saat, dan pada masa yang masing yang berdasarkan prinsip keabadian
sama troli B telah bergerak d cm, maka dengan momentum dalam kes letupan.
mengambil arah gerakan troli A sebagai positif,
40 –d
1.5 × t  + (1.0 ×  t  = 0
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
(1.5 × 40) – d = 0
d = 60 cm
T
i
n
g
k
a
Kegunaan Prinsip Keabadian
t
a
n
4 Momentum dalam Kehidupan
1. Dalam bidang sukan, permainan seperti
billiard, boling, dan karombol melibatkan Rajah 2.67 Sistem pancutan air
prinsip ini dalam situasi perlanggaran manakala
acara menembak melibatkan situasi letupan. 5. Sistem pancutan air menggunakan prinsip
ini untuk membolehkan seluruh kawasan
2. Dalam pelancaran roket, pembakaran disiram dengan air apabila kepala pancutan
campuran bahan api dengan oksigen itu berputar.
menghasilkan satu momentum yang besar ke
bawah dan roket bergerak ke atas dengan 6. Sesetengah binatang seperti sotong juga
magnitud momentum yang sama. Momentum mengaplikasikan prinsip keabadian momentum.
diabadikan dan bernilai sifar. Sotong dapat bergerak dengan memancut
cecair keluar dari badannya.

7. Prinsip keabadian momentum juga digunakan
untuk menerangkan situasi berikut:
(a) Apabila peluru ditembak dari sepucuk
pistol dan senapang, peluru yang bergerak
dengan halaju yang tinggi menyebabkan
Enjin jet
satu sentakan pada pistol atau senapang
Rajah 2.66 Enjin jet di dalam jet pejuang pada arah yang bertentangan.
3. Enjin jet dalam kapal terbang menggunakan (b) Hos yang memancutkan air memerlukan
prinsip ini untuk menghasilkan tujahan ke beberapa ahli bomba untuk memegangnya
hadapan. Udara disedut ke dalam enjin jet sebab air yang dipancut keluar mempunyai
dimampatkan dan dipanaskan, kemudian halaju yang tinggi, dan oleh itu momentum
bercampur dengan bahan api yang disemburkan yang besar dihasilkan.
lalu terbakar. Gas yang dipancutkan keluar
dari ekzos mempunyai halaju yang tinggi. (c) Di kawasan berpaya, bot kipas digunakan.
Oleh itu, momentum adalah besar. Hal ini Tiupan kipas yang kuat menghasilkan
akan menyebabkan satu momentum yang sama satu momentum yang besar ke belakang.
magnitud yang menggerakkan kapal terbang Oleh itu, satu momentum ke hadapan
itu ke depan. dihasilkan untuk menggerakkan bot itu.







48






02 SPM FIZIK F4 new.indd 48 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Cuba Ini! 2.5
S1 Rajah 2.68 menunjukkan dua buah kereta bumper bergerak dalam satu 200 kg
garis lurus. Kereta bumper A dengan jumlah jisim 100 kg sedang bergerak 5 m s –1
dengan halaju 2 m s . Kereta bumper B dengan jumlah jisim 200 kg sedang
–1
bergerak dengan halaju 5 m s . Kedua-dua kereta itu telah berlanggar dan 2 m s –1
–1
selepas berlanggar kereta bumper A bergerak dengan halaju 6 m s . 100 kg
–1
(a) Berapakah jumlah momentum kereta-kereta bumper itu sebelum B
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
perlanggaran?
(b) Berapakah jumlah momentum kereta-kereta bumper itu selepas A
perlanggaran? T
(c) Nyatakan prinsip yang digunakan dalam jawapan anda di (b). i
(d) Hitung halaju kereta bumper B selepas perlanggaran. Rajah 2.68 g
n
k
S2 Sebuah van berjisim 1 500 kg yang bergerak dengan laju 15 m s –1 15 m s –1 20 m s –1 a
t
berlanggar dengan sebuah kereta yang berjisim 1 000 kg yang 1 500 kg n
a
bergerak dari arah bertentangan dengan laju 20 m s . Selepas 1 000 kg 4
–1
perlanggaran, kedua-dua kenderaan ini melekat dan bergerak
bersama. Rajah 2.69
(a) Berapakah jumlah momentum van dan kereta sebelum perlanggaran?
(b) Berapakah jumlah momentum van dan kereta itu selepas perlanggaran?
(c) Nyatakan prinsip yang digunakan dalam jawapan anda di (b).
(d) Hitung halaju van dan kereta selepas perlanggaran.
S3 Sebiji peluru berjisim 12 g ditembak pada halaju 360 m s dari
–1
sebuah senapang yang berjisim 6 kg.
(a) Berapakah halaju sentakan senapang itu?
(b) Peluru itu menembusi sebuah bongkah kayu yang dalam
keadaan rehat di atas lantai tanpa daya geseran. Bongkah
kayu itu bergerak dengan halaju 12 m s selepas ditembusi
–1
oleh peluru itu. Hitungkan jisim bongkah kayu itu. Rajah 2.70
S4 Rajah 2.71 menunjukkan dua situasi. Terangkan pemerhatian tersebut.









(a) (b)
Rajah 2.71
(a) Apabila air terpancut keluar dari hos itu dengan laju yang tinggi dan isi padu yang banyak, ahli bomba yang
memegang hos itu perlu disokong oleh seorang ahli bomba yang lain dari belakang supaya tidak terjatuh
ke belakang.
(b) Sepasang kembar sedang membuat peluncuran ais. Pada awalnya kedua-dua memegang tangan seperti
yang ditunjukkan. Kemudian, mereka menolak satu sama lain dan bergerak pada arah bertentangan dengan
laju yang sama.




2.6 Daya


1. Secara umumnya, suatu daya ialah tolakan atau tarikan ke atas suatu objek akibat daripada interaksi
objek itu dengan objek yang lain.

2. Apabila dua objek berinteraksi, terdapat satu daya bertindak antara satu sama lain.


49






02 SPM FIZIK F4 new.indd 49 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
3. Daya ialah suatu kuantiti vektor yang mempunyai magnitud dan arah.


Seorang pekerja Seorang
menggunakan penunggang basikal
daya untuk menggunakan daya
menggerakkan yang lebih besar
sebuah mesin pada pengayuh
rumput yang untuk menambahkan
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
pada asalnya laju basikal itu.
adalah pegun.
Kesan
T
daya
i
Seorang pemain Seorang pembuat
n
g
bola sepak roti menggunakan
k
a
menggunakan daya untuk
t
a
daya untuk mengubah bentuk
n
4 mengubah arah doh tepung
gerakan bola. menjadi karipap.

Rajah 2.72
Hubung kait antara Daya, Jisim dengan Pecutan
Eksperimen 2.1
Eksperimen 2.4
Eksperimen 2.1
Tujuan: Mencari hubung kait antara pecutan dengan jisim (daya tetap).
Masalah: Suatu objek memecut setelah ditindakkan oleh satu daya. Apakah yang akan terjadi kepada
pecutan objek itu jika jisimnya bertambah dalam keadaan daya yang tetap?
Hipotesis: Jika daya yang bertindak ke atas suatu objek adalah malar, semakin besar jisim objek itu,
semakin kecil pecutannya.
Pemboleh ubah:
(a) dimanipulasikan : Jisim
(b) bergerak balas : Pecutan
(c) dimalarkan : Daya
Radas dan Bahan: Jangka masa detik, bekalan kuasa a.u. 12 V, 3 buah troli, tali kenyal, landasan troli,
penyokong, dan pita detik.
Prosedur:
Jangka masa detik
Pita detik Tali kenyal
Landasan terpampas
geseran


Bekalan kuasa Penyokong Troli
a.u. 12 V
Rajah 2.73
1. Radas disusunkan seperti dalam Rajah 2.73.
2. Satu hujung landasan troli dinaikkan sehingga landasan itu terpampas geseran.
3. Satu pita detik dilekatkan pada troli dan dilalui jangka masa detik.
4. Suis jangka masa detik dihidupkan. Troli ditarik menuruni landasan dengan menggunakan seutas
tali kenyal yang diregangkan pada panjang yang malar supaya daya tarikan dimalarkan.
5. Pita detik dianalisiskan untuk menentukan pecutan troli itu. Nilai pecutan ini direkodkan.
6. Eksperimen diulang dengan menarik dua dan kemudian tiga troli yang disusun secara bertingkat.


50






02 SPM FIZIK F4 new.indd 50 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Keputusan:
Jadual 2.8
1. Jisim troli, m / unit 1 2 3
Halaju awal, u / cm s –1
Halaju akhir, v / cm s –1
Pecutan, a / cm s –2
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
1
2. Satu graf pecutan a lawan diplotkan dan graf adalah berbentuk garis lurus melalui
jisim troli, m T
i
1 Pecutan, a / cm s –2 g
n
titik asalan, maka a α jika F tetap. k
m a
t
a
n
Kesimpulan: 4
Apabila daya tarikan dimalarkan, semakin besar jisim troli, semakin kecil
pecutannya. Hipotesis diterima.
0 1 1
1
– – –
3 2
Jisim troli, m
Rajah 2.74
Eksperimen 2.5
Eksperimen 2.1
Eksperimen 2.1
Tujuan: Mencari hubung kait antara pecutan dengan daya (jisim tetap).
Masalah: Suatu objek memecut setelah ditindakkan oleh satu daya. Apakah yang akan terjadi kepada
pecutan objek itu jika daya itu bertambah dan jisim objek tersebut tetap?
Hipotesis: Jika jisim objek dimalarkan, semakin besar daya yang bertindak ke atas objek itu, semakin
besar pecutannya.
Pemboleh ubah:
(a) dimanipulasikan : Daya
(b) bergerak balas : Pecutan
(c) dimalarkan : Jisim
Radas dan Bahan: Jangka masa detik, bekalan kuasa a.u. 12V, 2 buah troli, tali kenyal, landasan troli,
penyokong, pita detik, dan pita selofan.
Prosedur:
Jangka masa detik Tali kenyal

Pita detik Landasan
terpampas
geseran


Bekalan kuasa Penyokong Troli
a.u. 12 V
Rajah 2.75
1. Radas disusun seperti dalam Rajah 2.75.
2. Satu hujung landasan troli dinaikkan sehingga landasan itu terpampas geseran.
3. Dua buah troli disusun secara bertingkat dan satu pita selofan dilekatkan pada troli yang bawah
dan dilalui jangka masa detik.




51






02 SPM FIZIK F4 new.indd 51 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

4. Suis jangka masa detik dihidupkan. Troli ditarik menuruni landasan dengan menggunakan seutas
tali kenyal yang diregangkan pada panjang yang malar supaya daya tarikan dimalarkan.
5. Pita detik dianalisis untuk menentukan pecutan troli itu. Nilai pecutan direkodkan.
6. Eksperimen diulang dengan menggunakan dua dan kemudian tiga utas tali kenyal yang disusunkan
secara selari.
Keputusan:
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
Jadual 2.9
Bilangan tali kenyal,
1. 1 2 3
F / unit
T
i
n
Halaju awal, u / cm s –1
g
k
a
t
Halaju akhir, v / cm s –1
a
n
4 Pecutan, a / cm s –2
2. Graf yang diperoleh adalah berbentuk garis lurus melalui Pecutan, a / cm s –2
titik asalan, maka a α F.
3
Kesimpulan:
Apabila jisim dimalarkan, semakin besar daya tarikan, semakin 2
besar pecutan troli itu. Hipotesis diterima.
1

0
Daya, F /N
Rajah 2.6

Hukum Gerakan Newton Kedua
1. Daripada eksperimen di atas, • Jika a berubah secara • Jika a berubah secara
1
(a) a ∝ m jika F adalah malar. langsung dengan F, songsang dengan m,
a
a
(b) a ∝ F, jika m adalah malar. Seterusnya,
dengan menggabungkan kedua-dua
hubungan di atas
F = kma, dengan k = pemalar. F m
2. Dengan mentakrifkan unit daya, 1 newton, a ∝ F. a ∝ 1 .
m
N sebagai daya yang menghasilkan pecutan Catatan: Berkadar langsung adalah sama maksud
1 m s apabila bertindak ke atas objek yang dengan berkadar terus.
–2
berjisim 1 kg,
F = kma 3. Hubungan ini ditakrifkan sebagai hukum
dengan 1 = k (1)(1) gerakan Newton kedua. Hukum gerakan
Oleh itu, k = 1 Newton kedua menyatakan bahawa apabila
Maka, terdapat satu daya bersih luar bertindak ke atas
suatu objek, pecutan objek itu adalah berkadar
terus dengan daya bersih dan mempunyai
magnitud yang berkadar songsang dengan
jisim objek itu.





52






02 SPM FIZIK F4 new.indd 52 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I


CONTOH 2.21
Takrifan hukum gerakan Newton kedua mengandungi
beberapa fakta yang penting: Sebuah kotak yang berjisim 5 kg bergerak dengan
• Objek hanya akan memecut jika terdapat satu daya halaju seragam apabila dikenakan satu daya 10 N.
bersih luar bertindak ke atasnya.
• Pecutan objek itu berkadar terus dengan daya bersih Kirakan,
luar. (a) daya geseran pada kotak, dan
• Arah pecutan adalah sama dengan arah daya bersih (b) pecutan kotak jika dikenakan daya 20 N.
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
luar itu.
• Magnitud pecutan objek itu berkadar songsang dengan Penyelesaian
jisimnya. T
(a) i
n
g
Geseran F = 10 N k
a
t
a
n
Rajah 2.78 4
Maksud penuh F = ma ialah: Oleh kerana kotak itu bergerak dengan halaju
• Daya bersih F pada arah pecutan a.
• Arah daya dan arah perubahan momentum adalah seragam, daya bersih yang bertindak padanya
sama. ialah 0 N. Maka, magnitud daya geseran pada
• Arah daya bersih F adalah sama dengan arah pecutan kotak itu ialah 10 N dan bertindak pada arah
a.
bertentangan dengan F.
(b)
a

CONTOH 2.20 Geseran = 10 N F = 20 N
1
Sebuah kotak berjisim 100 kg diletakkan di atas
lantai yang licin oleh satu daya F N. Rajah 2.79
Apabila F 1 = 20 N,
100 kg
F daya bersih yang bertindak pada
arah pecutan a = F 1 – geseran
Rajah 2.77 = (20 – 10) N
(a) Jika F = 200 N, kirakan pecutan kotak itu. = 10 N
(b) Jika halaju objek itu berubah daripada pegun
menjadi 15.0 m s dalam 10 s apabila dikenakan Dengan menggunakan F = ma
–1
satu daya, berapakah daya yang dikenakan itu? 10 = 5 × a
a = 2 m s –2
Penyelesaian
(a) Diberi, m = 100 kg, F = 200 N
F = ma
F 200
Maka a = = 100
m
= 2 m s –2 Cuba Ini! 2.6
v – u
(b) Pecutan, a = t S1 Sebuah kotak berjisim 5.0 kg ditarik secara
mengufuk di atas lantai yang licin. Jika daya
15.0 – 0 tarikan itu bernilai 12.0 N, berapakah pecutan
= 10 kotak itu?
= 1.5 m s –2
Daya, F = ma
= 100 × 1.5
= 150 N





53






02 SPM FIZIK F4 new.indd 53 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

2.7 Impuls dan Daya Impuls Oleh itu, daya impuls = mv – mu
t
(1 000 × 0) – (1 000 × 25)
1. Perhatikan persamaan = 0.05
F = ma ............................  = –500 000 N
v – u
dan a = ............................  Catatan: Tanda negatif menunjukkan daya yang
t dikenakan ke atas kereta itu.
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
Gantikan  ke dalam ,
v – u  Hukum Gerakan Newton Ketiga
F = m 
t

T
i
n
mv – mu
g
=
k
t 1. Hukum gerakan Newton ketiga menyatakan
a
t
Dengan itu, Ft = mv – mu bahawa untuk setiap daya tindakan, terdapat
a
n
4 2. Hasil darab daya F dengan masa tindakannya satu daya tindak balas yang bermagnitud sama
dan bertindak pada arah yang bertentangan.
t dikenal sebagai impuls suatu daya.
2. Contoh-contoh berikut menunjukkan hukum
Impuls = Ft gerakan Newton ketiga.
(a) Sebuah buku diletakkan di atas permukaan
3. Impuls juga ditakrifkan sebagai perubahan meja. Berat buku itu bertindak ke atas
momentum, iaitu
meja. Meja itu bertindak balas dengan
Impuls, Ft = mv – mu daya yang sama magnitud tetapi pada arah
= perubahan momentum bertentangan, iaitu ke atas.
(b) Apabila seseorang berjalan, tapak kakinya
Unit SI impuls ialah kg m s atau N s. Impuls menolak lantai ke belakang. Lantai
–1
ialah satu kuantiti vektor. menolak tapak kaki orang ke hadapan
dengan magnitud daya yang sama. Dengan
4. Daya impuls ditakrifkan sebagai kadar ini, orang itu dapat bergerak ke hadapan.
perubahan momentum terhadap masa (c) Seorang budak yang menarik sebuah laci
tindakan yang singkat bagi sesuatu objek yang ketat ditarik oleh laci itu. Daya
yang bergerak, contohnya semasa perlanggaran. tarikan budak itu yang bertindak ke atas
laci itu menyebabkan satu daya yang sama

Daya impuls, F = Perubahan momentum magnitud menarik budak itu ke arah meja
Masa itu.
mv – mu
=
t
CONTOH 2.22

Sebuah kereta berjisim 1 000 kg sedang bergerak
dengan halaju 25 m s . Kereta itu terlanggar
–1
sepohon pokok dan diberhentikan dalam masa
0.05 saat. Kira daya impuls yang dikenakan ke
atas kereta itu.

Penyelesaian
Jisim kereta = 1 000 kg
Halaju awal kereta, u = 25 m s –1 Rajah 2.80
Halaju akhir kereta, v = 0 m s –1
Masa yang diambil untuk berhenti, t = 0.05 s


54






02 SPM FIZIK F4 new.indd 54 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Kesan Daya Impuls dalam Kehidupan yang berjisim besar dan bergerak dengan halaju
1. Semasa perlanggaran, sebuah kereta yang tinggi mengalami perubahan momentum
mengalami perubahan momentum yang besar yang besar dalam masa yang singkat apabila
dalam masa yang singkat. Daripada persamaan terkena pada lantai yang keras. Daya impuls
perubahan momentum besar yang dihasilkan dapat memecahkan jubin
F = , daya impuls itu.
masa
yang dikenakan pada kereta itu adalah sangat
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
besar sehingga menyebabkan kerosakan yang
serius dan juga membahayakan penumpang T
di dalamnya. n
i
g
2. Mangkuk akan pecah apabila terjatuh ke k
a
t
atas lantai. Hal ini kerana mangkuk itu telah Rajah 2.82 a
n
mengalami perubahan momentum yang besar 4
dalam masa yang sangat singkat apabila Kesan Masa ke atas Magnitud Daya
terkena permukaan lantai. Dengan itu, daya Impuls
impuls yang dikenakan ke atas pinggan itu
adalah sangat besar. 1. Pertimbangkan formula bagi daya impuls
mv – mu Perubahan momentum
F = t = Masa
Jika perubahan momentum itu adalah malar,
magnitud daya impuls adalah berkadar
1
songsang dengan masa, iaitu, F ∝ .
t
1
2. Oleh kerana F ∝ , semakin pendek masa
Rajah 2.81 t
3. Jubin lantai di rumah dapat dipecahkan oleh impak, semakin besar daya impuls. Semakin
panjang masa impak, semakin kecil daya
tukul besi yang terjatuh ke atasnya. Tukul besi impuls.
SPM
Mentor SPM

Pada masa kini, industri pembungkusan kian menjadi penting. Industri tersebut memerlukan kepakaran dalam bidang
sains bahan serta reka bentuk untuk menghasilkan bahan dan bentuk bungkusan yang sesuai untuk pelbagai jenis
kegunaan. Bungkusan-bungkusan harus dapat melindungi bahan-bahan di dalamnya daripada daya-daya luar.
Industri pembungkusan memerlukan pakar-pakar untuk mereka bentuk bahan-bahan pembungkusan yang dapat
melindungi bahan-bahan dari kerosakan. Rajah 2.83 dan 2.84 menunjukkan dua contoh pembungkusan untuk
komputer dan telur masing-masing. Cadangkan ciri-ciri bahan yang sesuai untuk menjadi pembungkus supaya
proses pengangkutan dan penyimpanan komputer dan telur menjadi selamat.



Kotak
Komputer
Polistirena

Pembungkus Telur
kadbod
Rajah 2.83 Rajah 2.84

Jawapan:
Barang-barang yang mudah pecah boleh dibungkus dengan polistirena atau bahan-bahan lain yang lembut tetapi
tegar. Jika terjatuh atau terketuk, bahan bungkusan akan menyerap daya impuls itu. Permukaan yang lembut akan
mengurangkan daya impuls dengan memanjangkan masa perubahan momentum.


55






02 SPM FIZIK F4 new.indd 55 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
mv – mu
Daya implus, F =
t
Memanjangkan masa impak, t untuk Mengurangkan masa impak, t untuk
mengurangkan daya, F menambahkan daya, F


Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.


Antan
T
i
Lesung
n
g
k
a
Rajah 2.85 Rajah 2.88
t
a
n
4 1. Apabila seorang peserta lompat tinggi jatuh 1. Antan dan lesung diperbuat daripada batu.
Ketika bahan-bahan seperti lada dan bawang
ke atas tilam yang tebal dan lembut, masa
impak dipanjangkan dan daya impuls yang ditumbuk, gerakan antan diberhentikan oleh
bertindak ke atas peserta itu dikurangkan. Hal lesung dalam masa yang singkat kerana
ini akan mengurangkan kemungkinan peserta permukaan kedua-dua antan dan lesung
itu tercedera. adalah keras. Oleh itu, daya impuls yang besar
dihasilkan dan bahan-bahan itu dihancurkan
dengan mudah.


Rajah 2.86
2. Seorang peserta lompat jauh mendarat di atas
pasir yang longgar. Pasir itu dapat
memanjangkan masa impak ketika dan
mengurangkan daya impuls yang bertindak ke Rajah 2.89
atas kaki peserta itu. 2. Seorang tukang besi menggunakan sebuah
3. Rajah 2.87 menunjukkan tukul yang berat untuk mengetuk sekeping
seorang pemain besbol logam yang diletakkan di atas sebuah andas
menggunakan tangan keluli. Permukaan tukul dan andas yang keras
untuk memberhentikan itu menyebabkan masa impak tukul ke atas
sebiji bola yang bergerak kepingan logam itu pendek dan daya impuls
dengan laju yang tinggi. yang besar dihasilkan.
(a) Dia memakai Rajah 2.87
sarung tangan yang
diperbuat daripada bahan yang lembut
untuk memanjangkan masa impak dan
mengurangkan daya impuls yang bertindak
ke atas tangannya.
(b) Apabila menangkap bola, pemain itu Rajah 2.90
menggerakkan tangan ke belakang.
Tindakan ini juga akan memanjangkan 3. Kepala sebatang kayu golf diperbuat daripada
masa impak dan mengurangkan daya bahan yang sangat keras supaya memberi satu
impuls ke atas tangannya. daya pukulan yang besar. Masa impak antara
(c) Gabungan kedua-dua di atas akan kepala kayu golf dan bola golf yang pendek
mengurangkan kecederaan ke atas tangan menghasilkan satu daya besar yang menghantar
pemain itu. bola itu ke satu jarak yang jauh.

56






02 SPM FIZIK F4 new.indd 56 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Ciri-ciri Penting Keselamatan
CONTOH 2.23
Kenderaan
Sebiji bola biliard berjisim 0.25 kg berada dalam 1. Kenderaan dibina dengan pelbagai ciri
keadaan pegun di atas meja biliard yang licin. Bola keselamatan supaya dapat mengurangkan
itu kemudian diberi satu impuls sebanyak 3.0 N s kecederaan sekiranya berlaku kemalangan.
secara mendatar. Berapakah halaju bola itu selepas (a) Beg udara
dihentam? Beg udara akan mengembang dalam
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
masa sekitar satu per seratus saat apabila
Penyelesaian kereta dihentam dengan kuat. Beg udara
Halaju awal bola, u = 0 m s –1 memainkan peranan sebagai kusyen untuk T
i
Halaju bola selepas dipukul = v m s –1 melindungi pemandu atau penumpang g
n
k
Jisim bola, m = 0.25 kg daripada menghentam stereng kereta atau a
t
Impuls = Ft = 3.0 N s cermin hadapan sekaligus mengurangkan n
a
Oleh kerana Ft = mv – mu kesan inersia. 4
Maka, 3.0 = 0.25v (b) Tali pinggang keledar

Apabila kereta diperlahankan dengan

Dengan itu, v = 3.0 tiba-tiba seperti keadaan kemalangan, tali
0.25 pinggang keledar akan mengikat pemandu
= 12 m s –1 atau penumpang pada tempat duduk asal
supaya tidak terhumban ke hadapan yang
disebabkan oleh inersia masing-masing.
CONTOH 2.24 (c) Palang impak sisi
Palang logam yang kuat dipasang pada
Seorang penghuni berjisim 60 kg melompat dari rangka pintu dapat memberi perlindungan
tingkat satu sebuah rumah yang terbakar. Sebelum tambahan dengan menyerap daya dari
kakinya mencecah tanah, halajunya ialah 5 m s . hentaman sisi.
–1
(a) Kirakan impuls pada kakinya apabila mencecah (d) Sistem brek anti kunci
tanah. Sistem brek anti kunci merupakan satu
(b) Berapakah daya impuls pada kakinya jika teknologi moden dengan menggunakan
mangsa itu melentur kakinya dan halajunya sistem berkomputer yang dapat memegang
berubah daripada 5 m s kepada sifar dalam dan melepaskan brek dengan cepat dan
–1
0.5 s? secara berselang-seli. Dengan ini, roda-
(c) Berapakah daya impuls jika dia tidak melentur roda tidak terperangkap apabila pemandu
kakinya dan halajunya berubah dari 5 m s –1 menekan brek dengan kuat dan kereta
kepada sifar dalam 0.1 s? tidak tergelincir.
(d) Apakah kebaikan melentur kakinya? (e) Kebuk keselamatan penumpang
Kebuk keselamatan penumpang diperbuat
Penyelesaian daripada rangka keluli yang kuat dan
(a) Impuls = Perubahan momentum tegar. Dalam keadaan yang mana kereta
= mv – mu itu terkena hentaman yang besar atau
= (60 × 0) – (60 × 5) terbalik, rangka yang kuat ini dapat
= –300 N s mengelakkan bumbung dikemekkan

(b) Impuls = Ft = –300 N s oleh daya yang besar dan mencederakan
–300 penumpang dalamnya.
Daya impuls, F = 0.5 = –600 N (f) Kaca keselamatan
–300 Direka khas untuk pecah dalam bentuk
(c) Daya impuls, F = 0.1 = –3 000 N cebisan-cebisan bulat yang tidak tajam
(d) Dapat mengurangkan kesan daya impuls dan ketika dihentam. Dengan itu, kemungkinan
dengan itu mengurangkan kecederaan. penumpang cedera kerana dipotong oleh
kaca yang pecah dapat dikurangkan.



57






02 SPM FIZIK F4 new.indd 57 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Cuba Ini! 2.7
S1 Sebuah kereta lumba berjisim 600 kg sedang
bergerak dengan 50 m s . Bandingkan magnitud
–1
daya impuls yang dikenakan ke atas kereta lumba
itu jika kereta tersebut berlanggar dengan
(a) tiang konkrit dan diberhentikan dalam masa
0.02 saat, dan
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
(b) tiang konkrit yang dibalutkan dengan tayar-
tayar lama dan diberhentikan dalam masa
0.2 saat.
(c) Bandingkan jawapan dalam (a) dan (b) dan
T
i
terangkan peranan yang dimainkan oleh
n
g
tayar-tayar lama itu. Rajah 2.93 Buku yang dijatuhkan oleh budak lelaki itu
k
a
(d) Jisim kereta lumba biasanya kurang daripada ditarik ke arah bumi.
t
jisim kereta biasa. Dengan menggunakan
a
n
4 hukum gerakan Newton kedua, terangkan
kelebihan jisim kereta lumba yang kecil.
S2 Rajah 2.91 menunjukkan seorang pekerja
menerima sebiji buah tembikai yang dilemparkan
oleh rakannya. Terangkan mengapa pekerja itu
menggerakkan tangannya ke belakang ketika
menerima buah itu.
S3 (a) Terangkan
peranan zon
kemek hadapan
dan belakang
sesebuah kereta. Rajah 2.94 Arah medan graviti di sekeliling bumi
(b) Terangkan
mengapa kebuk 2. Untuk sebuah objek yang berjisim, m, beratnya,
keselamatan w, diberi dengan w = mg di mana g ialah
penumpang Rajah 2.91 kekuatan medan graviti.
diperbuat daripada
rangka keluli yang kuat dan tegar.
S4 Rajah 2.92 menunjukkan tindakan sebuah beg 3. Unit g SI untuk berat ialah newton (N). Berat
udara sebagai kusyen semasa perlanggaran. ialah suatu kuantiti vektor.

Kekuatan medan graviti,
1 kg g pada suatu titik dalam
medan graviti ialah daya
graviti yang bertindak
Rajah 2.92 pada suatu jasad berjisim
(a) Mengapakah pemandu itu bergerak ke 1 kg pada titik itu.
hadapan apabila kereta itu berhenti dengan g = F
tiba-tiba? m
(b) Bagaimanakah beg udara itu dapat Unit Sl = N kg –1
melindungi pemandu itu daripada kecederaan
yang parah?
Cuba Ini! 2.8

S1 (a) Berikan takrifan bagi berat dan jisim.
2.8 Berat (b) Berikan tiga perbezaan antara berat dan
jisim.
(c) Berapakah berat seorang pelajar
di permukaan Bumi jika pelajar itu
1. Berat suatu objek ialah daya graviti yang mempunyai jisim 47 kg?
bertindak ke atas objek itu. (Anggap pecutan graviti = 10 m s )
–2


58






02 SPM FIZIK F4 new.indd 58 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I


Impuls Daya impuls Berat



Momentum Daya Hukum Gerakan Newton Hukum Gerakan Newton Ketiga

Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.


Prinsip keabadian momentum Kedua Perlanggaran T
i
n
g
k
a
t
a
n
Graf gerakan linear Sesaran-masa Halaju-masa Pecutan-masa Letupan 4




Hukum Gerakan Newton Pertama

GERAKAN LINEAR Persamaan gerakan linear v = u + at s = 1 (u + v)t 2 s = ut + 1 at 2 2 v 2 = u 2 + 2as Nyahpecutan












Kuantiti fizik terlibat Vektor Skalar Sesaran Jarak Masa Halaju Laju Pecutan










Peta Konsep Peta Konsep Jenis gerakan Halaju tidak Pegun seragam Halaju Gerakan jatuh seragam bebas Pecutan graviti




















59






02 SPM FIZIK F4 new.indd 59 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I

Praktis SPM 2



Soalan Objektif 4. Rajah 2 menunjukkan 8. Rajah 3 menunjukkan graf
sebahagian pita detik yang halaju-masa gerakan suatu
1. Pilih pasangan yang betul. ditarik oleh sebuah kereta objek. Berapakah magnitud
mainan. sesaran objek itu?
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
Skalar Vektor
Halaju (m s )
–1
A Jarak Laju
14.0 cm 5
T
B Laju Pecutan
i
Rajah 2
n
g
C Halaju Pecutan 4
k
Jika jangka masa detik itu
a
t
D Pecutan Nyahpecutan dipasang pada bekalan 3
a
n
4 kuasa a.u. 50 Hz, berapakah 2
2. Pernyataan yang manakah halaju purata kereta mainan 1
adalah benar? yang ditunjukkan oleh
A Objek yang pegun keratan itu? 0 Masa (s)
mengalami sama A 70 cm s –1 1 2 3 4 5
–1
ada pecutan atau B 100 cm s Rajah 3
nyahpecutan. C 117 cm s –1
B Objek yang memecut D 140 cm s –1 A 10 m
mempunyai halaju yang 5. Pita yang manakah B 15 m
bermagnitud besar. menunjukkan suatu C 20 m
C Objek yang bergerak pergerakan dengan pecutan D 25 m
dengan halaju seragam dan kemudian halaju 9. Rajah 4 menunjukkan graf
tidak mengalami seragam? pecutan-masa gerakan
sebarang pecutan. A sebuah kereta.
D Objek yang bergerak
dengan halaju tidak a /m s –1
seragam mengalami B
pecutan yang tidak
seragam.
3. C 0 t /s
KBAT
Rajah 4
D
Antara graf halaju-masa
berikut, yang manakah
P O Q menunjukkan gerakan kereta
9 m itu?
12 m 6. Sebuah kereta bergerak
Barat Timur dengan pecutan seragam A v
dari 0 m s ke 20 m s –1
–1
Rajah 1
dalam 4 saat. Berapakah
Rajah 1 menunjukkan Rama pecutan kereta itu?
berdiri di O. Dia berjalan ke A 5 m s –2 C 20 m s –2
–2
arah P. Setelah sampai di P, B 10 m s D 80 m s –2 0 v t
dia bergerak ke arah Q dan 7. Sebuah lori memecut dari B
berhenti di Q. Berapakah pegun dengan pecutan
sesaran Rama? seragam 10 m s selama 5
–2
A 3 m ke arah timur saat. Berapakah jarak yang
B 3 m ke arah barat dilalui oleh lori itu dalam
C 21 m ke arah timur tempoh masa itu? 0 t
D 21 m ke arah barat A 50 m C 125 m
B 100 m D 250 m

60






02 SPM FIZIK F4 new.indd 60 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
C v 11. Sebiji guli dijatuhkan secara C v
KBAT bebas dari ketinggian h m.
Antara graf halaju akhir, v
melawan tinggi, h berikut,
yang manakah dapat
0 t menerang kan gerakan t
guli itu jika geseran udara
D v v
diabaikan? D
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
A v
i
n
0 t T
g
t a
k
t
10. Rajah 5 menunjukkan graf h 13. Rajah 6 menunjukkan a
n
KBAT sesaran-masa gerakan B v seorang budak menarik
sebuah motosikal. sebuah teko yang diisi penuh 4
s /m
dengan teh menggunakan
benang.
Benang
h
C v Teko
Rajah 6
t /s Jika budak itu menarik
Rajah 5 teko itu dengan daya
yang ditambahkan secara
Antara graf halaju lawan h beransur-ansur, teko itu
masa berikut, yang manakah D v dapat digerakkan dan benang
menunjukkan gerakan tidak putus. Tetapi, jika budak
motosikal itu? itu menarik teko itu dengan
A v daya yang kuat secara
tiba-tiba, didapati teko itu
tidak bergerak dan benang
h
terputus. Konsep apakah
12. Sebiji bola dilemparkan yang berkaitan dengan
secara tegak ke atas. pemerhatian di atas?
0 t Dengan mengabaikan kesan A Impuls C Geseran
B v geseran udara, antara graf B Momentum D Inersia
halaju lawan masa berikut,
yang manakah paling sesuai 14. Rajah 7 menun jukkan
menerangkan pergerakan KBAT benang X dan Y yang
bola itu sehingga mencapai serupa.
ketinggian maksimum?
0 t A v
C v X

Batu
Y
t
0 t B v
D v
Pemberat
Rajah 7

t
0 t
61






02 SPM FIZIK F4 new.indd 61 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
Jika jisim pemberat itu 18. Sebiji peluru yang berjisim Rajah 9 menunjukkan dua
ditambah kan secara 20 kg ditembak dari sebuah biji tomato yang serupa
beransur-ansur, nyata kan apa meriam berjisim 400 kg. Jika dijatuhkan dari ketinggian
yang akan berlaku kepada peluru itu bergerak dengan yang sama, ke atas lantai
–1
benang X dan Y. halaju 120 m s , berapakah konkrit dan span masing-
A Benang X dan Y akan magnitud sentakan meriam masing. Inferens manakah
putus secara serentak. itu? yang betul?
B Benang X akan putus A 0.3 m s –1 A Daya impuls bergantung
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
dahulu diikuti dengan B 2.0 m s kepada halaju tomato.
–1
benang Y. C 3.0 m s –1 B Daya impuls bergantung
C Benang Y akan putus D 6.0 m s –1 kepada masa impak.
T
i
dahulu diikuti dengan C Daya impuls bergantung
n
benang X. 19. Rajah 8 menunjukkan satu kepada tenaga
g
k
D Benang X sahaja akan roket air dengan air meluru keupayaan graviti.
a
keluar dari muncungnya.
t
putus. D Daya impuls bergantung
a
n
4 15. Antara kuantiti fizik yang Roket kepada ketinggian tomato.
air
berikut, yang manakah akan 21. Rajah 10 menunjukkan graf
berubah apabila sesuatu Gerakan halaju-masa sebuah kapal
objek dibawa dari Bumi ke terbang. Bahagian manakah
Bulan? dalam graf itu menunjukkan
A Jisim daya bersih yang bertindak
B Berat Air ke atas kapal terbang itu
C Inersia adalah sifar?
D Panjang Rajah 8 V
Roket itu bergerak ke atas. B C
16. Apakah yang akan terjadi Konsep apakah yang boleh
apabila daya bersih yang
bertindak ke atas sebuah diterangkan berdasarkan A D
kapal terbang adalah sifar? situasi ini? E
A Kapal terbang itu akan A Inersia t
memecut. B Impuls Rajah 10
B Kapal terbang itu akan C Hukum Newton kedua
menyahpecut. D Hukum Newton ketiga A AB
C Kapal terbang itu 20. B BC
bergerak dengan halaju C CD
seragam. Tomato D DE
D Kapal terbang itu akan 22. Antara yang berikut, yang
mengubah ketinggian manakah merupakan unit
penerbangannya. Tomato pecah Lantai
konkrit bagi impuls?
–2
17. Seorang budak berjisim A kg m s
2
30 kg sedang berlari dengan B kg m s –2
2
–1
halaju 6 m s . Kemudian dia C kg m s
–1
melompat ke atas sebuah D kg m s –1
troli pegun yang berjisim 23. Rajah 11 menunjukkan sebiji
15 kg. Kedua-dua budak bola bergerak menuruni
dan troli bergerak mengikut sebuah landasan licin dan
arah asal gerakan budak itu. Tomato kemudian meneruskan
Berapakah halaju troli dan gerakan di atas permukaan
budak itu? ufuk yang kasar.
A 3.0 m s Tomato tidak pecah Span
–1
B 4.0 m s
–1
C 6.0 m s –1
D 8.0 m s –1 Landasan
licin
Permukaan kasar
Rajah 9 Rajah 11
62






02 SPM FIZIK F4 new.indd 62 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
Graf halaju-masa yang C v 24. Seorang pelajar berjisim 45 kg.
manakah paling sesuai Berapakah berat pelajar itu
menerangkan gerakan bola jika kekuatan medan graviti
itu? bernilai 9.81 N kg ?
–1
A v A 54.8 N
B 220.7 N
t C 441.5 N
D v D 450 N
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.

t T
B v i
n
g
t k
a
t
a
n
4
t


Soalan Subjektif
Bahagian A

1. Rajah 1 (a) menunjukkan gerakan sebiji bola hitam ke arah sebiji bola putih. Rajah 1 (b) menunjukkan
SPM gerakan kedua-dua biji bola selepas perlanggaran.
2012
Pegun

A B A B

Sebelum perlanggaran Selepas perlanggaran
(a) (b)
Rajah 1
Jadual 1 menunjukkan momentum bola sebelum dan selepas perlanggaran.

Jadual 1
–1
–1
Momentum sebelum perlanggaran (kg m s ) Momentum selepas perlanggaran (kg m s )
A B A B
2.0 0.0 0.5 1.5


(a) Apakah yang dimaksudkan dengan momentum? [1 markah]
(b) Berdasarkan jadual di atas, tentukan jumlah momentum bola
(i) sebelum perlanggaran, [1 markah]
(ii) selepas perlanggaran. [1 markah]
(c) Bandingkan jawapan di b(i) dengan b(ii). [1 markah]
(d) (i) Berdasarkan jawapan b(i) dan b(ii), nyatakan satu kesimpulan tentang jumlah momentum.
[1 markah]
(ii) Namakan prinsip fizik terlibat dalam d(i). [1 markah]
(e) Nyatakan satu syarat di mana prinsip fizik yang dinyatakan di d(ii) boleh dipakai. [1 markah]
(f) Jumlah tenaga kinetik menjadi kurang selepas perlanggaran. Apakah jenis perlanggaran ini? [1 markah]




63






02 SPM FIZIK F4 new.indd 63 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
2. Rajah 2.1 menunjukkan susunan radas suatu eksperimen untuk menentukan pecutan disebabkan oleh graviti.
Rajah 2.2 menunjukkan pita detik yang dihasilkan dalam eksperimen itu oleh jangka masa detik 50 Hz.
Pengapit-G
Jangka masa detik
Pita detik
Bekalan kuasa
Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.
A.C
Bangku
T
i
22.5 cm
n
g
Pemberat
k
a
t
Meja
a
n
4
Kepingan polistirena
4.5 cm

Rajah 2.1 Rajah 2.2
(a) Apakah yang dimaksudkan dengan pecutan? [1 markah]
(b) Daripada Rajah 2.2, tentukan nilai g, iaitu pecutan disebabkan oleh graviti. [3 markah]
(c) Berikan dua sebab mengapakah nilai g yang diperoleh itu adalah lebih kecil daripada nilai sebenar.
[2 markah]
3. Rajah 3.1 menunjukkan seorang penunggang basikal bergerak dari jalan raya ke pantai. Pada 5 saat
pertama, dia bergerak di atas jalan raya. Untuk 15 saat yang berikut, dia bergerak di atas pantai. Rajah 3.2
menunjukkan graf gerakan bagi penunggang basikal itu.

v / m s –1


15


10


5
Jalan

0 t / s
5 10 15 20
Rajah 3.1 Rajah 3.2
(a) Kira pecutan penunggang basikal itu semasa dia berada di
(i) jalan raya, dan
(ii) pantai. [3 markah]
(b) Dia menggunakan daya yang sama di atas jalan raya dan juga di atas pantai. Terangkan mengapa
KBAT terdapat perbezaan magnitud pecutan dalam dua bahagian gerakan itu. [2 markah]
(c) Hitungkan jumlah jarak yang dilalui oleh penunggang basikal dalam masa 20 saat itu. [3 markah]










64






02 SPM FIZIK F4 new.indd 64 29/01/2021 8:02 AM

Fizik SPM Bab 2 Daya dan Gerakan I
Bahagian B

4. Apabila mereka bentuk sebuah kereta mainan kawalan jauh, beberapa faktor perlu dipertimbangkan. Hal ini
termasuk masa tindak balas dan daya rintangan.




Penerbitan Pelangi Sdn Bhd. All Rights Reserved.



i
n
g
k
a
t
Rajah 4.1 T
a
n
Takrifan: 4
Masa tindak balas: Masa antara tekanan suis alat kawalan jauh dan permulaan pergerakan kereta
mainan dari rehat.
Daya rintangan: Jumlah semua daya yang menentang gerakan kereta mainan itu. Ini termasuk geseran
antara tayar kereta dengan jalan raya dan rintangan udara.
(a) Nyatakan satu kesan daya. [1 markah]
(b) Dalam perlumbaan jarak pendek, sebuah kereta biasanya memecut daripada rehat sehingga ke garisan
penamat. Lakarkan satu graf yang menjelaskan keadaan ini dan terangkan bagaimana pecutan dan
jarak diperoleh daripada graf itu. [4 markah]
(c) Jadual 4 menunjukkan ciri-ciri empat buah kereta mainan kawalan jauh, P, Q, R dan S, yang mengambil
bahagian dalam satu perlumbaan berjarak 50 m.
Jadual 4
Kereta Masa tindak balas / s Jisim / kg Tujahan enjin / N Daya rintangan / N
P 0.25 1.6 10.5 3.8
Q 0.45 2.0 12.8 2.6
R 0.20 1.2 7.0 2.4
S 0.55 1.8 15.4 5.6
Berdasarkan jadual di atas;
KBAT (i) Terangkan kepentingan setiap ciri di atas dalam pembinaan sebuah kereta mainan kawalan jauh.
F 
(ii) Dengan menggunakan formula, t = Masa tindak balas +  100 m , tentukan kereta manakah yang
akan menang dalam perlumbaaan 50 m itu. [10 markah]
(d) Rajah 4.2 menunjukkan sebuah kereta Q diletakkan di atas sebuah landasan yang bersudut condong
30° dari garis mengufuk.



Super



30°
Rajah 4.2
Dengan menggunakan maklumat berkenaan kereta Q di Jadual 4,
(i) deduksikan bahawa kereta itu akan bergerak ke atas landasan condong itu,
(ii) tentukan pecutan kereta itu di atas landasan condong itu. [5 markah]


65






02 SPM FIZIK F4 new.indd 65 29/01/2021 8:02 AM