BAB 11 DAYA DAN GERAKAN

BAB 11
DAYA DAN GERAKAN

Tema 4: Tenaga dan Kelestarian hidup

Sesaran Halaju
Masa yang diambil
◦ Kadar perubahan sesaran.
◦ Unit S.I bagi halaju ialah meter per saat (ms-1)

Halaju =

Pengiraan Halaju

Sebuah basikal bergerak sejauh 320 km dalam tempoh 6 jam 30 minit. Berapakah halaju basikal ini?
[Tips: Masa mesti ditukarkan dari minit ke jam. Bahagikan jumlah minit yang diberikan dengan 60]

Jawapan:

Halaju basikal
= 320 km

6.5 jam
= 49.23 km jam-1

Pengiraan Halaju

Sebuah kereta bergerak dengan kelajuan 80 km jam-1. Berapakah lamakah masa yang diambil oleh kereta ini
untuk bergerak sejauh 60 km?

Jawapan:

Masa yang diambil
= 60

80
= 0.75 jam atau bersamaan dengan 45 minit

11.1
GERAKAN LINEAR

A Gerakan Linear

xz B ◦ Gerakan linear ialah gerakan suatu objek dalam
y lintasan yang lurus.

Bagaimanakah kita hendak mengira jarak dan ◦ Jarak ialah jumlah panjang lintasan gerakan suatu
sesaran dari rumah A ke rumah B? objek.

Cara Pengiraan: ◦ Sesaran ialah jarak lintasan terpendek
Jarak = x + y menyambungkan dua lokasi dalam satu arah
tertentu.
Sesaran = z
◦ Unit S.I bagi jarak dan sesaran ialah meter (m).

Laju = Jarak Laju
Masa
◦ Laju ialah kadar perubahan jarak.
Laju Purata = Jumlah Jarak ◦ Laju purata ialah kadar perubahan jumlah jarak yang
Masa
dilalui.
◦ Unit S.I. bagi laju dan laju purata ialah meter per saat

(ms-1)

Pengiraan Laju

Seorang pemain bola sepak telah menyepak sebiji bola sejauh 30 meter dalam tempoh 5 saat. Berapakah
kelajuan bola itu?

Jawapan:

Laju bola
= Jarak

Masa

= 30
5

= 6 ms-1

Pecutan

◦ Pecutan ialah kadar perubahan halaju.
◦ Unit S.I. bagi pecutan ialah meter saat per saat (ms-2)
◦ Formula pecutan, a:

= Perubahan halaju
Masa yang diambil

= Halaju akhir (v) – Halaju awal (u)
Masa yang diambil

Pengiraan Pecutan

Ali menghidupkan enjin kereta lalu memulakan perjalanan dengan halaju kereta 90 km jam-1 selama 2 jam.
Berapakah pecutan kereta Ali?
[Tips: Fahami soalan dan kenal pasti nilai halaju akhir (v) dan halaju awal (u) dahulu. ‘Enjin kereta dihidupkan’
bermaksud, halaju awal ialah 0 km jam-1 kerana ia berada dalam keadaan pegun]
Jawapan:

Halaju akhir (v) – Halaju awal (u)
= Masa yang diambil

90 – 0
=2

= 45 km jam-2

Pengiraan Pecutan

Abu membawa kereta pada halaju 60 km jam-1 selama 30 minit. Abu terpaksa menekan brek dengan segera
apabila seekor anjing tiba-tiba melintasi jalan. Berapakah nyahpecutan yang dialami oleh Abu?
[Tips: Abu menekan brek kereta bermaksud kereta dihentikan. Maka, halaju akhir ialah 0 km jam-1 . Masa mesti
ditukarkan kepada unit jam.]
Jawapan:

= Halaju akhir (v) – Halaju awal (u)
Masa yang diambil

= 0 - 60
0.5

= -120 km jam-2 Simbol “negatif atau -” menunjukkan nyahpecutan yang dialami.

1 detik Jangka Masa Detik

Cara pengiraan halaju menggunakan pita detik: ◦ Halaju dan pecutan sesuatu objek boleh ditentukan
dengan menggunakan jangka masa detik di dalam
Katakan, panjang pita detik ialah 10 cm. makmal.
Sesaran = Panjang pita detik = 10 cm

Masa yang diambil = 4 detik x 0.02 s = 0.08 s

Halaju objek
= 10

0.08
= 125 cm s-1

Sesaran = Panjang pita detik = 14 cm Pengiraan Pecutan
Masa yang diambil = 5 detik x 0.02 s = 0.1 s
◦ Panjang pita detik yang sama menunjukkan halaju
seragam dan pecutan sifar.

◦ Contoh pengiraan halaju melalui pita detik:

Halaju seragam objek:
= 14

5 x 0.02
= 140 cm s-2

P2 Pengiraan Pecutan
P1
◦ Panjang pita detik yang semakin bertambah
Pita detik pertama (P1)= Sesaran bagi halaju awal (u) menunjukkan halaju objek bertambah.
Pita detik terakhir (P2) = Sesaran bagi halaju akhir (v)
Sesaran bagi u = P1 = 8 cm ◦ Contoh pengiraan pecutan melalui pita detik:
Sesaran bagi v = P2 = 12 cm
Masa yang diambil = 5 detik x 0.02 s = 0.1 s Halaju awal, u = 8 = 80 cm s-1

5 x 0.02

Halaju akhir, v = 12 = 120 cm s-1

5 x 0.02

Pecutan objek:

= 120 - 80
(3-1) (5 x 0.02)

= 200 cm s-2

P1 Pengiraan Pecutan
P2
◦ Panjang pita detik yang semakin bertambah
Pita detik pertama (P1)= Sesaran bagi halaju awal (u) menunjukkan halaju objek berkurang.
Pita detik terakhir (P2) = Sesaran bagi halaju akhir (v)
Sesaran bagi u = P1 = 12 cm ◦ Contoh pengiraan pecutan melalui pita detik:
Sesaran bagi v = P2 = 8 cm
Masa yang diambil = 5 detik x 0.02 s = 0.1 s Halaju awal, u = 12 = 120 cm s-1

5 x 0.02

Halaju akhir, v = 8 = 80 cm s-1

5 x 0.02

Pecutan objek:

= 80 - 120
(3-1) (5 x 0.02)

= -200 cm s-2 Objek mengalami NYAHPECUTAN

Jenis Gerakan
Linear

A ◦ Pita detik A menunjukkan jarak antara titik yang
seragam. Maka, halaju seragam.

B
◦ Pita detik B menunjukkan jarak antara dua titik
semakin mengecil, Maka, halaju bertambah dan

C objek mengalami pecutan.

◦ Pita detik C menunjukkan jarak antara dua titik
semakin besar. Maka, halaju berkurang dan objek
mengalami nyahpecutan.

11.2
GRAF GERAKAN LINEAR

Graf Gerakan Linear

◦ Digunakan untuk menyampaikan maklumat dan data tentang suatu gerakan.
◦ Dua jenis graf gerakan linear:
1. Graf sesaran-masa – Menunjukkan sesaran objek yang bergerak berubah dengan masa.
2. Graf halaju-masa – Membolehkan sesaran, halaju dan pecutan sesuatu objek yang bergerak ditentukan.

Sesaran (m) C Graf Sesaran-Masa

A B OA: Kecerunan adalah positif dan seragam
O2 ◦ Halaju seragam
8 10 D Masa (s)
14 AB: Kecerunan adalah sifar
◦ Halaju adalah sifar

BC: Kecerunan adalah positif dan seragam
◦ Halaju seragam

CD: Kecerunan adalah negatif dan seragam
◦ Halaju adalah negatif dan seragam iaitu

bergerak ke arah yang bertentangan

Halaju Graf Halaju-Masa

Q R PQ: Kecerunan adalah positif dan seragam
◦ Halaju bertambah secara seragam
P S ◦ Pecutan seragam
Masa
QR: Kecerunan adalah sifar
◦ Halaju malar dan pecutan sifar

RS: Kecerunan adalah negatif dan seragam
◦ Halaju berkurang secara seragam
◦ Pecutan negatif atau nyahpecutan seragam

Sesaran (m) Penyelesaian Masalah

10 Graf di sebelah menunjukkan gerakan linear
sebuah kereta mainan kawalan jauh.
8 a) Berapakah sesaran kereta mainan itu selepas 2
6
saat pertama?
4
b) Berapakah halaju kereta mainan itu dari masa
2 8 saat hingga 13 saat?

0 Masa
2 4 6 8 10 12 14 16 18 (s)

Sesaran (m) Penyelesaian Masalah

10 a) Berapakah sesaran kereta mainan itu selepas 2
saat pertama?
8
Sesaran = 4 m
6
b) Berapakah halaju kereta mainan itu dari masa
4 8 saat hingga 13 saat?

2 Halaju kereta mainan

0 Masa = (9 - 4)
2 4 6 8 10 12 14 16 18 (s) (13 – 8)

= 1 m s-1

Sesaran (m) Penyelesaian Masalah

10 Graf di sebelah menunjukkan gerakan sebuah
8 motorsikal.
6 a) Berapakah sesaran motorsikal itu selepas 3
4
2 saat?
Masa b) Berapakah halaju motorsikal itu dari:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 (s)
a) Saat ke 3 hingga saat ke 6
b) Saat ke 6 hingga saat ke 9

Sesaran (m) Penyelesaian Masalah

10 a) Berapakah sesaran motorsikal itu selepas 3
8 saat?
6
4 Sesaran = 8 m
2
Masa b) Berapakah halaju motorsikal itu dari:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 (s)
a) Saat ke 3 hingga saat ke 6
Halaju motorsikal = 0 ms-1

b) Saat ke 6 hingga saat ke 9
Halaju motorsikal

= (0 - 8) = -2.67 m s-1
(9 - 6)

Halaju (ms-1) Masa (s) Penyelesaian Masalah

10 Graf di sebelah menunjukkan gerakan linear
8 sebuah kereta mainan kawalan jauh.
6 a) Berapakah sesaran kereta mainan itu selepas 2
4
2 saat pertama?

2 b) Berapakah pecutan kereta mainan itu dari
masa 4 saat hingga 6 saat?

4 68

Halaju (ms-1) 4 68 Masa (s) Penyelesaian Masalah

10 a) Berapakah sesaran kereta mainan itu selepas 2
8 saat pertama?
6
4 Sesaran
2 = Luas segi tiga

2 = 1 x (2)(4)
2

=4m

Halaju (ms-1) Masa (s) Penyelesaian Masalah

10 Berapakah pecutan kereta mainan itu dari masa 4
8 saat hingga 6 saat?
6 Pecutan
4 = (9 - 4)
2
(6 - 2)
2
= 2.5 m s-2

4 68

11.3
PECUTAN GRAVITI DAN JATUH BEBAS

Pecutan Graviti

◦ Semua objek di sekeliling kita ditarik ke arah pusat graviti Bumi.
◦ Daya graviti menyebabkan suatu objek sentiasa jatuh ke bawah.
◦ Setiap objek yang jatuh akan mengalami pecutan graviti.
◦ Simbol bagi pecutan graviti ialah ‘g’.

Video 1

Jatuh Bebas

◦ Suatu objek dikatakan mengalami jatuh bebas apabila jatuh di bawah tindakan daya graviti sahaja.
◦ Objek yang jatuh bebas mempunyai pecutan graviti yang sama tanpa mengira jisim dan bentuknya.
◦ Hanya berlaku dalam keadaan vakum sahaja iaitu ruang tanpa udara.
◦ Semua objek yang dijatuhkan dalam ruang vakum akan jatuh serentak tanpa mengira jisim.

Halaju (ms-1) Graf Halaju-Masa
V
0 ◦ Sebelum dilepaskan, halaju objek ialah sifar
kerana berada dalam keadaan pegun.

◦ Apabila dilepaskan, halaju objek bertambah
dengan seragam.

◦ Kecerunan graf halaju-masa = Pecutan

◦ Pecutan ini dikenali sebagai pecutan graviti

Masa
(s)

Sesaran (m) Graf Sesaran-Masa
0
Masa ◦ Sebelum objek dilepaskan, sesaran adalah sifar dan
(s) objek berada dalam keadaan pegun.

◦ Sebaik sahaja dilepaskan, halaju objek perlahan.
Maka, kecerunan yang dihasilkan adalah kecil.

◦ Ketika jatuh bebas, objek bergerak dengan halaju
yang lebih besar berbanding halaju awal.

◦ Kecerunan graf menjadi lebih besar.

Halaju (ms-1) Antigraviti
V
Masa ◦ Apabila objek dilontar ke atas, objek mula
0 (s) bergerak dengan halaju V ms-1

◦ Halaju objek semakin berkurang apabila objek
bergerak ke atas.

◦ Kecerunan graf halaju-masa adalah negatif.

◦ Pada ketinggian maksimum, halaju objek adalah
sifar.

Sesaran (m) Graf Sesaran-Masa

Masa (s) ◦ Sebaik sahaja objek dilontarkan ke atas, objek
bergerak dengan halaju V ms-1

◦ Pada masa yang sama, sesaran objek berubah
dengan cepat.

◦ Apabila objek bergerak ke atas, halaju semakin
berkurang.

◦ Sesaran maksimum, halaju sifar.

◦ Objek akan berhenti sebelum jatuh semula ke
bawah.

11.4
JISIM DAN INERSIA

Jisim dan Inersia

◦ Jisim ialah kuantiti jirim yang terkandung dalam suatu objek.
◦ Unit S.I. bagi jisim ialah kilogram (kg).

◦ Inersia ialah sifat semula jadi sesuatu objek yang cenderung menentang sebarang perubahan keadaan asal
objek dalam keadaan pegun atau sedang bergerak.

◦ Inersia tidak boleh diukur.
◦ Inersia tidak mempunyai unit dan nilai.

Inersia dalam
Kehidupan

◦ Pendulum akan terus bergerak selagi tiada daya dari
luar yang bertindak untuk menghentikan pendulum
yang sedang bergerak.

◦ Inersia yang dimiliki oleh pendulum ialah inersia
bergerak.

◦ Apabila kadbod disentap dengan laju, duit syiling
akan jatuh ke dalam gelas disebabkan oleh daya
graviti.

◦ Inersia yang dimiliki oleh duit syiling ialah inersia
pegun.

Hukum Gerakan Newton Pertama

◦ Sesuatu objek akan kekal dalam keadaan asalnya, iaitu sama ada pegun atau sedang bergerak dengan laju
malar (dalam garis lurus) jika tiada daya luar yang bertindak terhadapnya.

Hubungan Antara
Jisim dengan Inersia

◦ Semakin besar jisim sesuatu objek, semakin besar
inersia objek tersebut.

◦ Troli yang kosong lebih mudah untuk ditolak
berbanding troli yang penuh dengan barang.

◦ Hal ini kerana troli yang kosong mempunyai jisim
yang lebih kecil. Maka, inersia troli yang kosong
juga kecil.

◦ Troli yang penuh dengan barang mempunyai jisim
yang lebih besar. Maka, inersia troli yang penuh
dengan barang adalah lebih besar dan
menyebabkannya sukar untuk ditolak.

Kesan Inersia dalam
Kehidupan Harian

◦ Kepala tukul boleh diketatkan semula dengan
menghentakkan bahagian pemegang tukul pada
permukaan keras.

◦ Payung yang basah dapat dikeringkan dengan
memutarkan paying itu dengan laju.

◦ Anjing yang basah terkena hujan akan
menggoyangkan badannya untuk mengeringkan
bulu badannya.

Cara Mengatasi Kesan
Inersia Negatif

◦ Kereta yang dipandu laju dan berhenti dengan tiba-tiba boleh
mendatangkan bahaya kepada pemandu dan penumpangnya.

◦ Untuk mengelakkan pemandu dan penumpang kereta terhumban
ke hadapan semasa pelanggaran, kereta dilengkapi dengan tali
pinggang keledar, beg udara dan penahan kepala.

◦ Tali pinggang keledar mengelakkan pemandu dan penumpang
terhumban ke hadapan.

◦ Beg udara mengurangkan impak hentakan pada kepala semasa
pelanggaran.

◦ Penahan kepala mengelakkan tengkuk daripada patah.

Cara Mengatasi
Kesan Inersia Negatif

◦ Kapal terbang bergerak dengan kelajuan yang
sangat tinggi.

◦ Jisim kapal terbang sangat besar. Oleh itu, inersia
kapal terbang adalah sangat besar.

◦ Maka, kapal terbang memerlukan landasan yang
sangat panjang untuk mendarat dengan selamat.