1QA_Fizik_AnyflipWM

PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

Kandungan TINGKATAN 4 Tema 1: Asas Fizik Bab 1 Pengukuran 1 Kertas 1 Soalan Objektif 1 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 5 Bahagian B & C – Soalan Esei 8 Tema 2: Mekanik Newton Bab 2 Daya dan Gerakan I 10 Kertas 1 Soalan Objektif 10 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 18 Bahagian B & C – Soalan Esei 22 Bab 3 Kegravitian 26 Kertas 1 Soalan Objektif 26 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 32 Bahagian B & C – Soalan Esei 36 Tema 3: Haba Bab 4 Haba 38 Kertas 1 Soalan Objektif 38 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 44 Bahagian B & C – Soalan Esei 51 Tema 4: Gelombang, Cahaya dan Optik Bab 5 Gelombang 58 Kertas 1 Soalan Objektif 58 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 66 Bahagian B & C – Soalan Esei 72 Bab 6 Cahaya dan Optik 76 Kertas 1 Soalan Objektif 76 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 83 Bahagian B & C – Soalan Esei 89 TINGKATAN 5 Tema 1: Mekanik Newton Bab 1 Daya dan Gerakan II 93 Kertas 1 Soalan Objektif 93 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 98 Bahagian B & C – Soalan Esei 101 Q&A SPM Fizik Kandg 2nd.indd 2 16-Jan-23 4:05:56 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

Bab 2 Tekanan 106 Kertas 1 Soalan Objektif 106 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 113 Bahagian B & C – Soalan Esei 118 Tema 2: Elektrik dan Keelektromagnetan Bab 3 Elektrik 122 Kertas 1 Soalan Objektif 122 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 128 Bahagian B & C – Soalan Esei 135 Bab 4 Keelektromagnetan 143 Kertas 1 Soalan Objektif 143 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 149 Bahagian B & C – Soalan Esei 152 Tema 3: Fizik Gunaan Bab 5 Elektronik 157 Kertas 1 Soalan Objektif 157 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 163 Bahagian B & C – Soalan Esei 167 Tema 4: Fizik Moden Bab 6 Fizik Nuklear 172 Kertas 1 Soalan Objektif 172 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 178 Bahagian B & C – Soalan Esei 184 Bab 7 Fizik Kuantum 189 Kertas 1 Soalan Objektif 189 Kertas 2 Bahagian A – Soalan Struktur 197 Bahagian B & C – Soalan Esei 201 Kertas Model SPM 207 Jawapan 231 Q&A SPM Fizik Kandg 2nd.indd 3 16-Jan-23 4:05:57 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

1 Kertas 1 Soalan Objektif 1.1 Kuantiti Fizik 1 Antara kuantiti fizik berikut, yang manakah bukan merupakan kuantiti asas? A Masa B Berat C Arus elektrik D Suhu termodinamik Jawapan: B Terdapat tujuh kuantiti fizik dalam kuantiti asas: jisim, masa, panjang, suhu termodinamik, arus elektrik, keamatan berluminositi dan kuantiti bahan. 2 Antara yang berikut, yang manakah merupakan unit S.I. bagi kuantiti asas? A N m C °C B cd D J Jawapan: B N m ialah unit bagi kerja, °C ialah unit bagi suhu, cd ialah unit bagi keamatan berluminositi dan J ialah unit bagi tenaga. 3 Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan kuantiti skalar dan kuantiti vektor dengan betul? Kuantiti skalar Kuantiti vektor A Jisim Kuantiti bahan B Keamatan berluminositi Jisim C Berat Keamatan berluminositi D Kuantiti bahan Berat Jawapan: D Berat merupakan kuantiti vektor dan arahnya menuju ke pusat Bumi. Kuantiti-kuantiti fizik yang lain tidak mempunyai arah, maka kuantitikuantiti tersebut ialah kuantiti skalar. 4 Antara yang berikut, yang manakah merupakan kuantiti vektor? A Tekanan C Kuasa B Tenaga D Daya Jawapan: D Kuantiti vektor mempunyai magnitud dan arah. Daya merupakan suatu tarikan atau tolakan. Oleh sebab itu, daya menarik atau menolak suatu objek dalam arah tertentu. 5 Antara yang berikut, yang manakah merupakan kuantiti skalar? A Jarak C Sesaran B Halaju D Pecutan Jawapan: A Kuantiti skalar mempunyai magnitud sahaja. Jarak merupakan kuantiti skalar kerana mempunyai magnitud sahaja. 6 Antara kuantiti fizik berikut, yang manakah bersamaan dengan sesaran masa ? A Laju C Halaju B Jarak D Pecutan Pengukuran 1 BAB Tema 1: Asas Fizik Buku Teks: Halaman 02 – 22 Q&A SPM Fizik Tg4 B1 4th.indd 1 16-Jan-23 4:20:21 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

2 Bab Tingkatan 4 1 Jawapan: C Rumus bagi halaju ialah v = sesaran masa 7 Antara yang berikut, yang manakah merupakan kuantiti terbitan? A Berat B Jisim C Panjang D Suhu termodinamik Jawapan: A Terdapat tujuh kuantiti fizik dalam kuantiti asas: jisim, masa, panjang, suhu termodinamik, arus elektrik, keamatan berluminositi dan kuantiti bahan. Kuantiti-kuantiti fizik yang lain merupakan kuantiti terbitan. Berat, W = mg. 8 Antara alat pengukuran berikut, yang manakah mengukur suatu kuantiti terbitan? A C B D Jawapan: B Termometer digunakan untuk mengukur suhu. Ammeter digunakan untuk mengukur arus elektrik. Voltmeter digunakan untuk mengukur beza keupayaan. Neraca tiga palang digunakan untuk mengukur jisim. Beza keupayaan merupakan kuantiti terbitan. 9 Daya bergantung pada jisim dan pecutan. Antara yang berikut, yang manakah merupakan unit bagi daya? A kg m s2 C kg m s–2 B kg m s–1 D kg m s–3 Jawapan: C Daya diberi sebagai F = ma. Unit S.I. bagi jisim dan pecutan masing-masing ialah kg dan m s–2. Oleh sebab itu, unit bagi daya ialah kg m s–2. 10 Apakah unit S.I. bagi ketumpatan? A g cm3 C kg m3 B g cm–3 D kg m–3 Jawapan: D Ketumpatan diberi sebagai ρ = jisim, m isi padu, V . Unit S.I. bagi jisim dan isi padu masing-masing ialah kg dan m3 . Oleh sebab itu, unit S.I. bagi ketumpatan ialah kg m–3. 1.2 Penyiasatan Saintifik 11 Rajah 1 menunjukkan satu graf sesaran-masa. Sesaran (m) 0 Masa (s) Rajah 1 Apakah kuantiti fizik yang diwakili oleh kecerunan graf? A Laju C Pecutan B Halaju D Sesaran Jawapan: B Bahagikan perubahan y dengan perubahan x untuk menghitung kecerunan graf. Kecerunan = sesaran masa = halaju Q&A SPM Fizik Tg4 B1 4th.indd 2 16-Jan-23 4:20:21 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

3 Bab Tingkatan 4 1 12 Rajah 2 menunjukkan satu graf pecutan, a melawan songsangan jisim, 1 m. a (m s–2) 0 1 m (kg) Rajah 2 Berdasarkan graf dalam Rajah 2, yang manakah betul? A a berkadar terus dengan m B a berkadar songsang dengan m C a berkurang secara linear dengan m D a bertambah secara linear dengan m Jawapan: B Graf tersebut ialah graf garis lurus yang melalui asalan dengan kecerunan positif. Maka, a adalah berkadar songsang dengan m. 13 Graf yang manakah menunjukkan hubungan antara dua kuantiti fizik, M dan N yang bertambah secara linear? A M N 0 C 0 M N B M 0 N D 0 M N Jawapan: B M bertambah secara linear dengan N apabila garis lurus dengan kecerunan positif memotong paksi-y. 14 Rajah 3 menunjukkan satu ayunan bandul ringkas. Ayunan tersebut bermula pada titik X. X Z Y O Rajah 3 Antara urutan berikut, yang manakah betul bagi satu ayunan lengkap? A X → Y → Z B X → Y → Z → Y C X → Y → Z → Y → X D X → Y → Z → Y → X → Y → Z Jawapan: C Satu ayunan lengkap berlaku apabila bandul bergerak dari titik mula ke titik seterusnya dan kembali semula ke titik mula. 15 Rajah 4 menunjukkan hubungan antara dua pemboleh ubah yang berkadar songsang. 0 x y 2 2 4 Rajah 4 Berapakah nilai y apabila x = 1? A 0 C 1.5 B 1 D 2 Jawapan: B Murid hendaklah melukis garis interpolasi pada x = 1. Kemudian, murid akan dapat membaca nilai y = 1 daripada garis interpolasi tadi. Q&A SPM Fizik Tg4 B1 4th.indd 3 16-Jan-23 4:20:22 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

4 Bab Tingkatan 4 1 16 Secara amnya, terdapat lima perkara penting dalam menganalisis graf. Antara yang berikut, yang manakah bukan perkara penting dalam menganalisis graf? A Menyatakan hubungan antara dua pemboleh ubah B Menghitung luas di bawah graf C Menghitung kecerunan graf D Menghitung isi padu graf Jawapan: D Lima perkara penting dalam menganalisis graf: hubungan antara dua pemboleh ubah, kecerunan graf, luas di bawah graf, interpolasi dan ekstrapolasi graf. 17 Berapakah jenis pemboleh ubah yang perlu dicatatkan dalam merancang satu eksperimen? A 1 C 3 B 2 D 4 Jawapan: C Terdapat tiga jenis pemboleh ubah yang perlu dicatat dalam satu laporan eksperimen: pemboleh ubah dimanipulasikan, pemboleh ubah bergerak balas dan pemboleh ubah dimalarkan. 18 Rajah 5 menunjukkan susunan radas dalam satu eksperimen bandul ringkas. Kaki retort Benang Papan lapis kecil Panjang bandul, I Ladung bandul Pengapit-G Rajah 5 Antara pernyataan berikut, yang manakah menunjukkan inferens yang betul bagi eksperimen ini? A Panjang bandul bergantung pada tempoh ayunan bandul B Panjang bandul bergantung pada masa keseluruhan ayunan bandul C Tempoh ayunan bandul bergantung pada panjang bandul D Masa keseluruhan ayunan bandul bergantung pada tempoh ayunan bandul Jawapan: C Untuk menyatakan inferens bagi satu eksperimen, pemboleh ubah bergerak balas bergantung pada pemboleh ubah dimanipulasikan. 19 Hubungan antara pemboleh ubah p dan q ialah p = m√q + n. m ialah kecerunan graf dan n ialah pintasan-y pada graf. Graf yang manakah betul untuk memperoleh nilai m dan n? A Graf p melawan q B Graf p melawan √q C Graf p melawan 1 q D Graf q melawan √p Jawapan: B Graf perlu dilukis berdasarkan persamaan garis lurus, y = mx + c. Maka, paksi-y ialah p dan paksi-x ialah √ q. 20 Seorang murid menjalankan satu eksperimen untuk menyiasat hubungan antara jisim dengan pemanjangan spring. Apakah alat pengukuran yang perlu digunakan untuk memperoleh data eksperimen itu? Q&A SPM Fizik Tg4 B1 4th.indd 4 16-Jan-23 4:20:22 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

5 Bab Tingkatan 4 1 Kertas 2 Bahagian A - Soalan Struktur Jisim Pemanjangan spring A Angkup Vernier Neraca tiga palang B Neraca tiga palang Pembaris meter C Neraca tiga palang Angkup Vernier D Pembaris meter Neraca tiga palang Jawapan: B Kebiasaannya, dalam makmal sekolah, jisim suatu objek diukur dengan menggunakan neraca tiga palang atau neraca elektronik, manakala pemanjangan spring diukur dengan menggunakan pembaris meter. 1 (a) Apakah maksud kuantiti asas? Kuantiti asas ialah kuantiti fizik yang tidak boleh diterbitkan daripada kuantiti fizik yang lain. [1 markah] (b) Nyatakan dua kuantiti asas dengan unit S.I. nya. Jisim(kilogram)//Panjang(meter)//Masa(saat)//Suhu termodinamik(kelvin)//Arus elektrik(ampere)//Keamatan berluminositi(candela)//Kuantiti bahan(mol) [1 markah] (c) Kerja yang dilakukan oleh objek W diberi oleh rumus W = Fs dengan keadaan F ialah daya dan s ialah sesaran objek. Terbitkan unit W dalam sebutan unit asas S.I.. W = Fs Rumus daya, F = ma = m1 v – u t 2 = m1 s t t 2 = m1 s t × t2 Dinyatakan dalam kuantiti asas: m1 l t × t 2 Dinyatakan dalam unit asas S.I.: kg1 m s2 2 = kg m s–2 Oleh sebab itu, unit kerja yang dilakukan W = [Unit F] × [Unit s] = kg m s–2 × m = kg m2 s–2 [2 markah] Q&A SPM Fizik Tg4 B1 4th.indd 5 16-Jan-23 4:20:22 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

6 Bab Tingkatan 4 1 2 Rajah 1 menunjukkan label pada satu bungkusan roti pisang. Terdapat beberapa kuantiti fizik yang dinyatakan pada label tersebut. Maklumat Nutrisi ROTI PISANG ROTI PISANG Bahan-bahan: Tepung, pisang, gula perang, telur, susu, minyak zaitun, kacang, serbuk penaik Cadangan hidangan: Dimakan panas, panaskan dalam gelombang mikro selama 30 saat Penyimpanan: Produk ini lebih baik disimpan di dalam peti sejuk pada suhu 4°C. Per 100g Tenaga 1460 kJ Protein 5.9g Jumlah lemak 15.7g Lemak tepu 2.5g Lemak trans <0.1g Asid lemak mono tak tepu 9.3g Asid lemak poli tak tepu 4.0g Karbohidrat 44.9g Gula 24.5g Soda 140mg Serat pemakanan 2.3g HARGA : $15 MAKANAN MEZZAN, MAKANAN BAIK MAKANAN MEZZAN, MAKANAN BAIK BERAT 1.5 KG DIPERBUAT DARI BRITAIN Rajah 1 Kuantiti fizik dikelaskan kepada dua kuantiti: kuantiti asas dan kuantiti terbitan. (a) Apakah maksud kuantiti terbitan? Kuantiti terbitan ialah kuantiti fizik yang boleh diterbitkan daripada kuantiti fizik yang lain. [1 markah] Tip Peperiksaan Kuantiti terbitan boleh diterbitkan dengan menggunakan pendaraban, pembahagian atau gabungan pendaraban dan pembahagian daripada kuantiti fizik yang lain. (b) Berdasarkan Rajah 1, nyatakan satu kuantiti asas dan satu kuantiti terbitan yang terdapat pada label. (i) Kuantiti asas: Jisim//Suhu//Masa (ii) Kuantiti terbitan: Tenaga [2 markah] (c) Maklumat nutrisi bagi soda ialah 140 mg dengan keadaan m dalam unit tersebut ialah imbuhan. Nyatakan nilai m. 10–3 [1 markah] Tip Peperiksaan Tera = 1012, Giga = 109 , Mega = 106 , Kilo = 103 , Desi = 10–1, Senti = 10–2, Mili = 10–3, Mikro = 10–6, Nano = 10–9, Piko = 10–12 Q&A SPM Fizik Tg4 B1 4th.indd 6 16-Jan-23 4:20:23 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

7 Bab Tingkatan 4 1 3 Adam Zikri menjalankan satu eksperimen untuk menentukan hubungan antara panjang bandul dengan tempoh ayunan bandul. Rajah 2 menunjukkan susunan radas bagi eksperimen itu. Jadual 1 menunjukkan data yang diperoleh daripada eksperimen. 60 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Benang Gabus pemisah P Q Ladung bandul Pin Rajah 2 Panjang bandul, l (cm) Masa yang diambil untuk 10 ayunan lengkap, t (s) Tempoh, T (s) T2 (s2) t1 t2 tpurata 15.0 16.1 16.3 16.2 1.62 2.62 20.0 18.3 18.7 18.5 1.85 3.42 25.0 22.0 22.2 22.1 2.21 4.88 30.0 24.8 25.0 24.9 2.49 6.20 35.0 26.4 26.4 26.4 2.64 6.97 Jadual 1 (a) Namakan radas yang dilabel dan nyatakan kuantiti fizik yang diukur. Nama radas Kuantiti fizik yang diukur P: Pembaris meter Panjang Q: Jam randik Masa [2 markah] (b) Hitung nilai tpurata, T dan T2 bagi setiap panjang bandul. Lengkapkan Jadual 1. [3 markah] Tip Peperiksaan Tempoh ayunan bandul ialah masa yang diambil oleh bandul untuk membuat satu ayunan lengkap. Q&A SPM Fizik Tg4 B1 4th.indd 7 16-Jan-23 4:20:23 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

8 Bab Tingkatan 4 1 Kertas 2 Bahagian B & C – Soalan Esei 4 Rajah 3.1 menunjukkan label pada bekas aiskrim berperisa coklat. Rajah 3.2 menunjukkan label pada bekas aiskrim berperisa durian. Terdapat beberapa kuantiti fizik yang dinyatakan pada label tersebut. PERISA COKLAT DISIMPAN BEKU PADA SUHU DI BAWAH −18°C Saiz hidangan: Satu senduk (jisim 50 g) ISI PADU BEKAS: 1 000 mL PERISA DURIAN DISIMPAN BEKU PADA SUHU DI BAWAH −18°C Saiz hidangan: Satu senduk (jisim 60 g) ISI PADU BEKAS: 1 000 mL Aiskrim Aiskrim Rajah 3.1 Rajah 3.2 (a) Apakah maksud kuantiti fizik? [1 markah] (b) Berdasarkan Rajah 3.1 dan Rajah 3.2, KBAT Menganalisis (i) bandingkan jisim saiz hidangan, isi padu aiskrim di dalam bekas dan suhu beku untuk menyimpan aiskrim. [3 markah] (ii) nyatakan kuantiti asas dan kuantiti terbitan yang dinyatakan pada label. [2 markah] (c) Kedai aiskrim berdekatan rumah Zayed membuat jualan promosi bagi kedua-dua perisa aiskrim tersebut. Zayed hendak pergi ke kedai aiskrim itu untuk membelinya. Jarak dari rumahnya ke kedai aiskrim itu ialah 0.8 km. Zayed menaiki basikalnya pada kelajuan 30 km j–1. Dia hendak tiba di kedai itu dalam masa 10 minit. Oleh sebab itu, dia menambahkan kelajuannya dengan memecut pada pecutan 1.5 m s–2. Kenal pasti kuantiti skalar dan kuantiti vektor yang terlibat dalam situasi di atas. Nyatakan persamaan dan perbezaan antara kedua-dua kuantiti tersebut. [4 markah] (d) Rajah 3.3 menunjukkan empat alat pengukur yang digunakan untuk menentukan pengukuran kuantiti fizik. R T S U Rajah 3.3 Q&A SPM Fizik Tg4 B1 4th.indd 8 16-Jan-23 4:20:24 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

9 Bab Tingkatan 4 1 Berdasarkan Rajah 3.3, anda diberi satu set alat pengukur yang boleh digunakan untuk mengukur panjang objek yang berbeza. Nyatakan nama bagi setiap alat pengukur dan terangkan ciri-cirinya berdasarkan kepekaan alat tersebut dan fungsinya. Pilih alat pengukur yang paling sesuai untuk mengukur diameter marmar dengan tepat. Beri sebab bagi pilihan anda. [10 markah] Jawapan 4 (a) Kuantiti fizik ialah kuantiti yang boleh diukur. (b) (i) – Jisim saiz hidangan dalam Rajah 3.1 , Rajah 3.2. – Isi padu aiskrim di dalam bekas dalam Rajah 3.1 = Rajah 3.2. – Suhu beku untuk menyimpan aiskrim dalam Rajah 3.1 = Rajah 3.2. (ii) Kuantiti asas: Jisim dan suhu Kuantiti terbitan: Isi padu (c) Kuantiti skalar: Laju//Masa//Jarak Kuantiti vektor: Pecutan Persamaan: Kedua-dua kuantiti mempunyai magnitud. Perbezaan: Kuantiti skalar tidak mempunyai arah, manakala kuantiti vektor mempunyai arah. (d) Alat pengukur Kepekaan Fungsi R: Pembaris meter 0.1 cm Digunakan untuk mengukur panjang objek seperti buku dan pensel S: Pita pengukur 0.1 cm Digunakan untuk mengukur panjang objek yang lebih besar seperti meja dan bilik T: Tolok skru mikrometer 0.01 mm Digunakan untuk mengukur panjang objek yang lebih kecil seperti ketebalan syiling dan diameter bola pingpong U: Angkup Vernier 0.01 cm – Digunakan untuk mengukur panjang objek yang lebih kecil seperti diameter luar dan diameter dalam sebuah bikar – Digunakan untuk mengukur kedalaman lubang dengan menggunakan rod T dipilih kerana boleh mengukur panjang objek yang paling kecil dan tepat pada dua tempat titik perpuluhan. 4 (b) (i) – Calon boleh menjawab soalan menggunakan simbol: , (kurang daripada), . (lebih daripada) atau = (sama). – Perbandingan mestilah dilakukan secara berasingan bagi setiap kuantiti. Tip Peperiksaan Q&A SPM Fizik Tg4 B1 4th.indd 9 16-Jan-23 4:20:24 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

10 2.1 Gerakan Linear 1 Rajah 1 menunjukkan sebahagian daripada kejiranan Shah. 2 km 1 km Rumah Shah Sekolah Pejabat Tadika 400 m Rajah 1 Berapakah jarak terpendek dari rumah Shah ke sekolah? A 1.08 km C 2.24 km B 1.40 km D 3.00 km Jawapan: C Gunakan Teorem Pythagoras untuk menyelesaikan masalah. (AB)2 = (AC)2 + (BC)2 = (1)2 + (2)2 AB = √ 1 + 4 = 2.24 km Sekolah (B) Rumah Shah (A) 1 km 2 km C Tip Peperiksaan Jarak terpendek merujuk kepada sesaran. 2 Fadhlie bercadang untuk berbasikal dengan rakanrakannya. Dia bercadang untuk menamatkan kayuhan basikal pada jarak 50 km dalam masa Kertas 1 Soalan Objektif 2 jam. Jika dia menunggang basikal dengan pecutan seragam, berapakah halaju akhir dia berbasikal? A 6.94 m s–1 C 11.04 m s–1 B 7.68 m s–1 D 13.89 m s–1 Jawapan: D Oleh kerana pecutan adalah seragam, maka persamaan gerakan linear digunakan. s = 1 2 (u + v)t (50 × 1 000) = 1 2 (0 + v)(2 × 60 × 60) v = 13.89 m s–1 3 Rajah 2 menunjukkan sebahagian daripada pita detik yang ditarik oleh kereta mainan yang bergerak. 1.2 cm 5.6 cm Arah gerakan Rajah 2 Jangka masa detik disambungkan kepada bekalan kuasa arus ulangalik berfrekuensi 50 Hz. Berapakah pecutan kereta mainan itu? A –22 m s–2 C 11 m s–2 B –11 m s–2 D 22 m s–2 Jawapan: B 1 detik = 50 Hz = 0.02 s u = s t = 0.056 0.02 = 2.8 m s–1 v = s t = 0.012 0.02 = 0.6 m s–1 t = (bilangan detik – 1) × 0.02 s = (11 – 1) × 0.02 s = 0.2 s a = v – u t = 0.6 – 2.8 0.2 = –11 m s–2 Daya dan Gerakan I 2 BAB Tema 2: Mekanik Newton Buku Teks: Halaman 24 – 75 Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 10 16-Jan-23 4:21:53 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

11 Bab Tingkatan 4 2 Tip Peperiksaan Tanda negatif menunjukkan bahawa kereta mainan mengalami nyahpecutan. 4 Rajah 3 menunjukkan susunan sistem photogate dan pemasa elektronik yang digunakan untuk mengkaji gerakan linear dengan lebih tepat. Plat penutup Ketinggian landasan dilaraskan kepada 15 cm Landasan Troli Photogate pertama Photogate kedua Pemasa elektronik Rajah 3 Lebar plat penutup ialah 5 cm. Jika selang masa ialah 0.095 s, berapakah halaju akhir troli itu? A 0.195 m s–1 C 0.385 m s–1 B 0.256 m s–1 D 0.526 m s–1 Jawapan: D Halaju akhir troli, v = Lebar plat penutup, s Selang masa, t = 0.05 0.095 = 0.526 m s–1 5 Rajah 4 menunjukkan dua pita detik masing-masing dihasilkan oleh sebuah kereta mainan dan sebuah lori mainan. Kereta mainan Lori mainan Rajah 4 Pernyataan manakah adalah betul? KBAT Menganalisis A Pecutan bagi kereta mainan dan lori mainan adalah sama. B Purata halaju kereta mainan dan lori mainan adalah sama. C Jarak yang dilalui oleh kereta mainan dan lori mainan adalah sama. D Masa yang diambil oleh kereta mainan dan lori mainan adalah sama. Jawapan: C Masa yang diambil, pecutan dan halaju purata bagi kedua-dua mainan adalah berbeza. 6 Rajah 5 menunjukkan satu carta pita detik bagi objek yang sedang memecut menuruni landasan yang licin. 20 Masa (s) Panjang (cm) 2 Rajah 5 Hitung pecutan objek itu. A 350 cm s–1 B 400 cm s–1 C 450 cm s–1 D 500 cm s–1 Jawapan: C 1 detik = 50 Hz = 0.02 s u = 2 (5 × 0.02) = 20 cm s–1 v = 20 (5 × 0.02) = 200 cm s–1 a = 200 – 20 (4 × 0.1) = 450 cm s–1 Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 11 16-Jan-23 4:21:54 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

12 Bab Tingkatan 4 2 2.2 Graf Gerakan Linear 7 Rajah 6 menunjukkan graf halajumasa bagi gerakan sebuah kereta yang dipandu oleh Encik Ryyan. Halaju, v (m s–1) Masa, t(s) 10 20 30 20 4 6 8 10 12 Rajah 6 Encik Ryyan memandu keretanya pada halaju 30 m s–1. Apabila seekor kucing tiba-tiba melompat ke tengah jalan raya, dia menekan brek serta-merta dan halajunya mula berkurang secara seragam. Hitung sesaran kereta tersebut selepas dia menekan brek sehingga kereta itu berhenti. KBAT Mengaplikasi A 18 m C 150 m B 60 m D 300 m Jawapan: B Bagi graf halaju-masa, sesaran ialah luas di bawah graf. Encik Ryyan mula menekan brek pada saat ke-8 dan kereta itu berhenti pada saat ke-12. Kereta tersebut mengambil masa 4 saat untuk berhenti. Sesaran = Luas di bawah graf = 1 2 (30)(12 – 8) = 60 m 8 Graf sesaran-masa yang manakah menunjukkan seorang lelaki menunggang motosikal dengan halaju seragam dan kemudian kembali kepada kedudukan asalnya? A C Sesaran, s (m) 0 Masa, t (s) Sesaran, s (m) 0 Masa, t (s) B D Sesaran, s (m) 0 Masa, t (s) Sesaran, s (m) 0 Masa, t (s) Jawapan: C Bahagian pertama pada graf ialah halaju seragam. Ini bermaksud bahawa sesaran bertambah. Apabila dia berpatah balik untuk kembali kepada kedudukan asalnya, kecerunan graf menjadi negatif. 9 Rajah 7 menunjukkan graf halajumasa bagi sebuah kereta kawalan jauh. Halaju, v (m s–1) Masa, t (s) 20 40 60 100 20 30 40 50 60 Rajah 7 Tentukan sesaran kereta kawalan jauh itu apabila bergerak dengan halaju seragam. A 1 800 m C 3 000 m B 2 700 m D 3 300 m Jawapan: A Kereta kawalan jauh itu bergerak dengan halaju seragam dari saat ke10 hingga saat ke-40. Sesaran adalah bersamaan dengan luas di bawah graf. Sesaran = Luas di bawah graf = 60 × (40 – 10) = 1 800 m Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 12 16-Jan-23 4:21:54 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

13 Bab Tingkatan 4 2 2.3 Gerakan Jatuh Bebas 10 Rajah 8 menunjukkan sebiji batu dan sehelai bulu pelepah di dalam sebuah silinder vakum. Bulu pelepah dan batu dijatuhkan secara serentak dan tiba di bahagian bawah silinder vakum pada masa yang sama. Bulu pelepah Batu Vakum Rajah 8 Antara pernyataan berikut, yang manakah paling tepat menggambarkan situasi di atas? KBAT Menganalisis A Jisim batu dan bulu pelepah adalah sama B Halaju batu adalah lebih tinggi daripada bulu pelepah C Rintangan udara adalah tinggi di dalam silinder vakum D Pecutan bulu pelepah adalah sama dengan pecutan graviti Jawapan: D Tiada rintangan udara di dalam vakum. Oleh itu, kedua-dua objek berada dalam gerakan jatuh bebas. Semasa jatuh bebas, pecutan kedua-dua objek adalah disebabkan oleh daya graviti yang bersamaan dengan pecutan graviti. 11 Batu yang dibaling secara menegak ke bawah mengalami jatuh bebas. Kuantiti fizik yang manakah kekal tidak berubah? A Sesaran C Jarak B Pecutan D Halaju Jawapan: B Halaju, jarak dan sesaran bertambah apabila objek jatuh. Hanya pecutan kekal tidak berubah. 12 Rajah 9 menunjukkan Nuh melompat secara menegak dari sebuah trampolin dengan halaju 5 m s–1. Rajah 9 Berapakah sesaran maksimum yang dicapai oleh Nuh? A 0.54 m C 1.27 m B 0.98 m D 3.15 m Jawapan: C Dalam soalan ini, sesaran maksimum ialah ketinggian maksimum yang boleh dicapai oleh Nuh. Pada ketinggian maksimum, halaju ialah 0. Oleh itu, halaju akhir ialah 0. Magnitud pecutan, a adalah sama dengan magnitud pecutan graviti, g. Gunakan persamaan gerakan linear, v2 = u2 + 2as (0)2 = (5)2 + (2)(–9.81)s s = 1.27 m 13 Rajah 10 menunjukkan seorang lelaki melompat dari tebing setinggi 8 m. 8 m Rajah 10 Jika lelaki itu mengambil masa 5 s untuk tiba di permukaan air, berapakah halaju sebelum dia masuk ke dalam air? [g = –9.81 m s–2] Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 13 16-Jan-23 4:21:54 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

14 Bab Tingkatan 4 2 A 49.05 m s–1 C –25.95 m s–1 B 25.95 m s–1 D –49.05 m s–1 Jawapan: D Halaju awal, u ialah 0. v = u + at = 0 + (–9.81)(5) = –49.05 m s–1 2.4 Inersia 14 Pernyataan yang manakah paling sesuai menerangkan inersia? A Inersia dipengaruhi oleh berat objek B Objek pegun dengan jisim yang lebih kecil adalah lebih mudah untuk ditolak C Objek bergerak dengan inersia yang lebih besar adalah lebih mudah untuk berhenti D Objek yang bergerak dengan pantas mempunyai inersia yang lebih besar berbanding dengan objek yang bergerak dengan perlahan Jawapan: B Inersia ialah kecenderungan suatu objek untuk kekal bergerak atau dalam keadaan rehat, bergantung kepada jisim objek atau kuantiti jirim yang ada padanya. 15 Rajah 11 menunjukkan satu payung yang basah diputarkan ke belakang dan ke hadapan dengan kuat untuk mengeringkannya. Rajah 11 Bagaimanakah payung tersebut boleh menjadi kering dengan menggunakan cara di atas? A Memusingkan payung akan menghasilkan haba B Jisim payung adalah lebih besar daripada titisan air C Memusingkan payung dengan kuat akan meningkatkan laju gerakan D Mengubah arah putaran payung akan mengekalkan gerakan titisan air Jawapan: D Mengubah arah putaran payung menyebabkan payung berhenti secara tiba-tiba. Inersia titisan air akan menentang gerakan dan titisan air akan terpercik daripada payung. 16 Seorang murid membuat pemerhatian terhadap bilah kipas yang masih berputar beberapa ketika walaupun kipas tersebut sudah ditutup suisnya. Apakah konsep yang terlibat dalam situasi di atas? A Inersia B Jatuh bebas C Momentum D Pecutan graviti Jawapan: A Inersia ialah kecenderungan satu objek untuk menentang perubahan keadaan gerakannya. Objek dalam keadaan rehat, akan kekal rehat atau, jika objek sedang bergerak akan meneruskan gerakannya dalam satu garis lurus dengan halaju seragam. Bilah kipas terus bergerak kerana kecenderungannya untuk mengekalkan gerakannya. Bilah kipas tersebut akan berhenti disebabkan oleh daya luar yang bertindak ke atasnya seperti daya geseran. Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 14 16-Jan-23 4:21:55 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

15 Bab Tingkatan 4 2 2.5 Momentum 17 Rajah 12 menunjukkan sebutir peluru dilepaskan daripada sepucuk pistol secara melintang. v Rajah 12 Momentum peluru yang bergerak ke hadapan ialah 4 kg m s–1. Berapakah halaju pistol itu jika jisimnya ialah is 2.0 kg? A 2.0 m s–1 C 6.0 m s–1 B 4.0 m s–1 D 8.0 m s–1 Jawapan: A Dalam satu letupan, m1 v1 = –m2 v2 4 = –2.0v2 v2 = –2.0 m s–1 18 Sebuah bas berjisim 11 000 kg yang sedang bergerak dengan halaju 90 km j–1 telah berlanggar dengan sebuah trak kecil berjisim 4 500 kg yang sedang bergerak dengan halaju 50 km j-1 dalam arah yang sama. Kedua-dua kenderaan bergerak bersamasama selepas perlanggaran. Pernyataan yang manakah betul tentang perlanggaran tersebut? A Jumlah momentum selepas perlanggaran bertambah. B Jumlah tenaga kinetik sebelum dan selepas perlanggaran tidak diabadikan. C Kedua-dua kenderaan bergerak dalam arah yang bertentangan selepas perlanggaran. D Momentum bas sebelum perlanggaran adalah sama dengan momentum bas selepas perlanggaran. Jawapan: B Jumlah tenaga kinetik sebelum dan selepas perlanggaran tak kenyal tidak diabadikan kerana sebahagian daripada tenaga ditukarkan kepada bentuk tenaga yang lain. Jumlah tenaga kinetik diabadikan semasa perlanggaran kenyal. Tip Peperiksaan 19 Rajah 13 menunjukkan seorang pemain snuker memukul sebiji bola putih supaya berlanggar dengan sebiji bola hitam. Setiap bola mempunyai jisim 0.2 kg. Rajah 13 Bola putih bergerak dengan halaju 0.5 m s–1 dan berlanggar dengan bola hitam yang pegun. Selepas perlanggaran, bola putih bergerak dengan halaju 0.2 m s–1 dalam arah yang bertentangan. Hitung halaju akhir bola hitam selepas perlanggaran. A 0.3 m s–1 C 0.7 m s–1 B 0.5 m s–1 D 0.9 m s–1 Jawapan: C Prinsip Keabadian Momentum menyatakan bahawa jumlah momentum sebelum perlanggaran adalah sama dengan jumlah momentum selepas perlanggaran. Bola hitam dalam keadaan rehat pada awalnya, maka u1 = 0 m s–1. Bola putih bergerak dengan halaju 0.2 m s–1 pada arah yang bertentangan. Jika kita menganggap arah awal adalah positif, maka v1 ialah –0.2 m s–1. m1 u1 + m2 u2 = m1 v1 + m2 v2 (0.2)(0.5) + (0.2)(0) = (0.2)(–0.2) + (0.2)v2 v2 = 0.7 m s–1 Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 15 16-Jan-23 4:21:55 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

16 Bab Tingkatan 4 2 2.6 Daya 20 Rajah 14 menunjukkan seorang lelaki menolak troli brjisim 50 kg di sebuah pasar raya dengan pecutan 2 m s–2. 25 N Rajah 14 Jika daya geseran yang bertindak pada roda troli itu ialah 25 N, hitung daya yang dikenakan ke atas troli. A 50 kg m s–2 C 100 kg m s–2 B 75 kg m s–2 D 125 kg m s–2 Jawapan: D F – Daya geseran = ma F – 25 = (50)(2) F = 100 + 25 = 125 kg m s–2 21 Pernyataan yang manakah berkaitan dengan Hukum Gerakan Newton Kedua? A Kadar perubahan momentum berkadar terus dengan daya B Jumlah momentum sebelum perlanggaran kekal tidak berubah selepas perlanggaran C Suatu objek cenderung untuk menentang sebarang perubahan keadaan awal gerakannya D Suatu objek yang bergerak akan terus bergerak kecuali terdapat daya luar yang bertindak ke atasnya Jawapan: A Hukum Gerakan Newton Kedua menyatakan bahawa kadar perubahan momentum adalah berkadar terus dengan daya dan bertindak mengikut arah daya yang dikenakan. Daripada hubungan F ∝ ma, F = kma, dengan keadaan k ialah pemalar. 22 Sebuah kereta berhenti di lampu isyarat merah. Selepas beberapa saat, lampu isyarat bertukar hijau dan pemandu memijak pemecut untuk mula bergerak. Kereta itu memecut selama 5 s sehingga mencapai halaju seragam 20 m s–1. Hitung daya yang dikenakan oleh enjin jika jisim kereta itu ialah 1 200 kg. KBAT Mengaplikasi A 3 600 N C 12 000 N B 4 800 N D 24 000 N Jawapan: B Cari pecutan menggunakan formula, a = v – u t = 20 – 0 5 = 4 m s–1 Gantikan magnitud pecutan, a dalam F = ma F = (1 200)(4) = 4 800 N 2.7 Impuls dan Daya Impuls 23 Rajah 15 menunjukkan seorang budak lelaki membaling satu dart berjisim 0.05 kg ke atas papan sasaran dengan halaju 5 m s–1. Didapati dart itu melekat pada papan sasaran. Rajah 15 Hitung magnitud impuls yang dihasilkan. A 0.25 kg m s–1 C 0.75 kg m s–1 B 0.50 kg m s–1 D 1.00 kg m s–1 Jawapan: A Impuls ialah perubahan momentum. J = mv – mu = (0.05)(0) – (0.05)(5) = –0.25 kg m s–1 Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 16 16-Jan-23 4:21:56 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

17 Bab Tingkatan 4 2 24 Rajah 16 menunjukkan sebiji bola tenis bergerak ke arah sebuah raket tenis. 55 m s-1 Rajah 16 Jika jisim bola tenis ialah 55 g dan masa hentaman ialah 5 ms, hitung daya impuls jika bola tenis bergerak dengan halaju 55 m s–1 selepas terkena raket. A 605 N C 3 025 N B 1 210 N D 6 050 N Jawapan: B Daya impuls, F ialah kadar perubahan momentum. F = mv – mu t = (0.055)(55) – (0.055)(–55) 0.005 = 1 210 N 25 Jane mempunyai perniagaan dalam talian, iaitu, menjual cenderahati yang diperbuat daripada kaca. Dia memastikan kotak dibalut dengan pembalut gelembung udara yang tebal sebelum menghantar kepada pelanggan. Mengapakah Jane berbuat demikian? A Untuk mengurangkan impuls B Untuk mengurangkan momentum C Untuk mengurangkan masa hentaman D Untuk mengurangkan kadar perubahan momentum Jawapan: D Jika kotak itu terjatuh, pembalut gelembung udara akan meningkatkan masa hentaman. Ini akan mengurangkan kadar perubahan momentum atau daya impuls. 2.8 Berat 26 Sebiji tembikai mempunyai jisim 1.5 kg. Berapakah beratnya jika pecutan graviti ialah 9.81 m s–2? A 14.7 N C 17.6 N B 16.5 N D 18.7 N Jawapan: A W = mg = (1.5)(9.81) = 14.715 N 27 Seorang angkasawan menemui sebuah planet baharu. Beliau mendapati bahawa beratnya di planet tersebut adalah kurang daripada beratnya di Bumi seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 17. Bumi Planet baharu Berat = 800 N g = 9.81 N kg-1 Berat = 660 N Rajah 17 Berapakah kekuatan medan graviti, g pada planet baharu? A 8.09 N kg–1 C 9.09 N kg-1 B 8.91 N kg–1 D 9.91 N kg-1 Jawapan: A Gunakan rumus W = mg untuk mencari jisim angkasawan: Berat di Bumi, We = mge 800 = (m)(9.81) m = 81.55 kg Berat di planet baharu, Wx = mgx 660 = (81.55)(gx ) gx = 8.09 N kg–1 Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 17 16-Jan-23 4:21:56 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

18 Bab Tingkatan 4 2 1 (a) Rajah 1 menunjukkan seorang angkasawan terapung bebas di angkasa lepas. Angkasawan itu bergerak-gerak dan tidak boleh berhenti disebabkan oleh tiada daya luar seperti daya geseran. Rajah 1 (i) Hukum fizik manakah yang menyokong pernyataan di atas? Hukum Gerakan Newton Pertama [1 markah] (ii) Terangkan jawapan anda di 1(a)(i). Hukum Gerakan Newton Pertama menyatakan bahawa suatu objek akan kekal dalam keadaan pegun atau bergerak dengan halaju seragam jika tiada daya luar yang bertindak ke atasnya. [1 markah] (iii) Namakan satu konsep fizik yang terlibat dalam situasi di atas. Inersia [1 markah] (b) Tandakan (✓) kenderaan yang mempunyai inersia yang paling besar. ✓ [1 markah] Kertas 2 Bahagian A - Soalan Struktur Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 18 16-Jan-23 4:21:57 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

19 Bab Tingkatan 4 2 2 Rajah 2 menunjukkan satu graf sesaran-masa bagi seorang budak lelaki yang menaiki basikal di atas jalan raya. 25 100 Sesaran, s (m) 10 A E B C D Masa, t (s) 20 30 40 Rajah 2 (a) Nyatakan jenis gerakan di (i) AB: Halaju seragam//Pecutan sifar (ii) BC: Pegun [2 markah] (b) Berapakah jarak yang dilalui oleh budak lelaki itu selepas 20 s? 100 m [1 markah] (c) Berapakah jumlah sesaran yang dilalui oleh budak lelaki itu? Jumlah sesaran = (100 – 0) + (100 – 100) + (–25 – 100) = –25 m * Tanda negatif menunjukkan bahawa kedudukan akhir ialah 25 m dari kedudukan asal pada arah yang bertentangan dari arah pergerakan asal. [2 markah] 3 Rajah 3 menunjukkan seorang budak lelaki berada di dalam sebuah kereta bergerak yang dipandu oleh ayahnya. Budak lelaki itu duduk tanpa menggunakan kerusi keselamatan kanak-kanak. Kerusi keselamatan kanakkanak boleh mengurangkan risiko kecederaan atau kematian semasa berlaku perlanggaran. Rajah 3 Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 19 16-Jan-23 4:21:58 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

20 Bab Tingkatan 4 2 (a) Kereta tersebut bergerak dengan halaju 90 km j–1 apabila ayahnya mengenakan brek secara tiba-tiba. (i) Ramalkan apa yang akan berlaku kepada budak lelaki itu jika tidak menggunakan kerusi keselamatan kanak-kanak. KBAT Menganalisis Budak lelaki itu akan terhumban ke hadapan. [1 markah] (ii) Beri sebab bagi jawapan anda di 3(a)(i). Inersia [1 markah] (b) Satu daripada ciri-ciri bahan yang digunakan pada tali pinggang keledar ialah kebolehan untuk meregang apabila satu daya besar dikenakan ke atasnya. (i) Terangkan bagaimana ciri tersebut boleh membantu untuk mengelakkan kecederaan. KBAT Menganalisis Regangan akan menambahkan masa hentaman untuk mengurangkan daya impuls. [1 markah] (ii) Hitung daya impuls jika masa hentaman ialah 0.2 s dan jisim budak lelaki itu ialah 35 kg. u = 90 km j–1 = 25 m s–1 Daya impuls, F = mv – mu t = (35)(0) – (35)(25) 0.2 = –4 375 N [2 markah] Calon-calon perlu menunjukkan dengan jelas nilai-nilai yang diganti dalam rumus yang digunakan. Tip Peperiksaan 4 Rajah 4 menunjukkan sebiji bebola yang dilepaskan daripada sebuah meriam. Apabila bebola dilepaskan, meriam akan bergerak ke belakang. Rajah 4 Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 20 16-Jan-23 4:21:58 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

21 Bab Tingkatan 4 2 (a) Apakah maksud momentum? Momentum ialah hasil darab jisim dengan halaju. [1 markah] (b) Jisim bebola dan meriam masing-masing ialah 4.0 kg dan 96 kg. Bebola dilepaskan dengan halaju 120 m s–1. Hitung (i) jumlah momentum sebelum bebola dilepaskan, p = m1 u1 + m2 u2 = (96)(0) + (4)(0) = 0 [2 markah] (ii) halaju meriam selepas bebola dilepaskan. 0 = m1 v1 + m2 v2 = (96)v1 + (4)(120) v1 = –5 m s–1 [2 markah] Jumlah momentum sebelum letupan adalah sama dengan jumlah momentum selepas letupan. Tip Peperiksaan (c) Nyatakan prinsip fizik yang terlibat di 4(b). Prinsip Keabadian Momentum [1 markah] 5 Rajah 5.1 menunjukkan seorang angkasawan sedang menggerakkan satu peralatan yang berat di angkasa lepas dengan mudah. Rajah 5.2 menunjukkan angkasawan yang sama cuba untuk mengangkat peralatan yang sama di Bumi. Rajah 5.1 Rajah 5.2 Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 21 16-Jan-23 4:21:59 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

22 Bab Tingkatan 4 2 (a) Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2, bandingkan KBAT Menganalisis (i) jisim peralatan, Jisim peralatan di angkasa lepas = jisim peralatan di Bumi [1 markah] (ii) kekuatan medan graviti, Kekuatan medan graviti di angkasa lepas , di Bumi [1 markah] (iii) berat peralatan. Berat peralatan di angkasa lepas , di Bumi [1 markah] (b) Nyatakan hubungan antara berat dengan kekuatan medan graviti. Semakin tinggi kekuatan medan graviti, semakin tinggi berat. [1 markah] (c) Jisim peralatan itu ialah 70 kg. Jika kekuatan medan graviti di angkasa lepas, gs ialah 1 5 daripada kekuatan medan graviti di Bumi, ge , hitung berat peralatan itu di angkasa lepas.. [ge = 9.81 N kg–1] W = mgs gs = 1 5 (9.81) = (70)(1.962) = 1.962 N kg–1 = 137.34 N [2 markah] Beri jawapan akhir yang betul sekurang-kurangnya pada dua tempat titik perpuluhan. Tip Peperiksaan Kertas 2 Bahagian B & C – Soalan Esei 6 (a) Rajah 6.1 menunjukkan udara dipam masuk ke dalam roket air. Rajah 6.2 menunjukkan roket air dilancarkan apabila injap dilepaskan. Roket air memecut ke atas manakala pancutan air disingkirkan ke bawah. Roket air Injap Pam Air Roket air Pancutan air disingkirkan Rajah 6.1 Rajah 6.2 Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 22 16-Jan-23 4:22:00 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

23 Bab Tingkatan 4 2 Jawapan 6 (a) (i) Hasil darab jisim dengan halaju (ii) Udara yang dipam ke dalam roket air melalui muncung akan menambahkan tekanan udara di dalamnya. Apabila injap dibuka, (i) Apakah yang dimaksudkan dengan momentum? [1 markah] (ii) Terangkan bagaimana roket air boleh dilancarkan dengan hanya menggunakan air. KBAT Menganalisis [5 markah] (iii) Jisim roket air dan udara yang masuk ke dalamnya ialah 0.3 kg dan jisim air ialah 0.5 kg. Berapakah halaju pancutan air jika roket air bergerak dengan halaju 25 m s–1? [2 markah] (iv) Berapakah ketinggian maksimum yang boleh dicapai oleh roket air? [2 markah] (b) Rajah 6.3 menunjukkan struktur satu model roket air. Muncung kon Badan Sayap Muncung Rajah 6.3 Sekolah anda akan mengambil bahagian dalam pertandingan pelancaran roket air. Jadual 1 menunjukkan ciri-ciri bagi empat roket air, P, Q, R dan S. Model Muncung kon Badan Sayap Muncung P Tajam Diameter besar Disusun secara tidak simetri Diameter besar Q Hemisfera Diameter kecil Disusun secara simetri Diameter besar R Tajam Diameter kecil Disusun secara simetri Diameter kecil S Hemisfera Diameter besar Disusun secara tidak simetri Diameter kecil Jadual 1 Terangkan kesesuaian setiap ciri model roket air yang membantu roket tersebut untuk mencapai sasaran dengan tepat. Tentukan model roket air yang terbaik dan beri sebab pilihan anda. [10 markah] Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 23 16-Jan-23 4:22:00 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

24 Bab Tingkatan 4 2 7 Rajah 7.1 menunjukkan Dhani dan ayahnya bermain permainan membaling belon air. Belon yang berisi air itu pecah apabila Dhani menangkapnya. Rajah 7.2 menunjukkan belon yang berisi air itu tidak pecah apabila Dhani menggunakan tindakan susulan untuk menangkap belon. Ayah Ayah Dhani Dhani Rajah 7.1 Rajah 7.2 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan impuls? [1 markah] (b) Berdasarkan Rajah 7.1 dan Rajah 7.2, KBAT Menilai (i) bandingkan masa hentaman, daya yang bertindak ke atas belon berisi air dan perubahan momentum jika jisim belon dan halaju setiap balingan dalah sama, (ii) nyatakan hubungan antara masa hentaman dengan perubahan momentum, (iii) hubung kaitkan masa hentaman dengan daya yang dihasilkan. [5 markah] pancutan air dilepaskan melalui muncung dengan halaju yang tinggi. Ini menghasilkan momentum ke atas adalah sama dengan momentum ke belakang. (iii) Jumlah momentum = Jumlah momentum sebelum pelancaran selepas pelancaran 0 = m1 v1 + m2 v2 0 = (0.3)(25) + (0.5)(v2 ) v2 = –15 m s–1 (iv) v2 = u2 + 2as (0)2 = (25)2 + 2(–9.81)s s = 31.86 m (b) Ciri-ciri Penerangan Muncung kon yang tajam Mengurangkan rintangan udara//Bentuk aerodinamik Diameter badan yang kecil Mengurangkan rintangan udara Sayap yang disusun secara simetri Menjadikannya lebih stabil Diameter muncung yang kecil Menghasilkan halaju yang tinggi R dipilih kerana mempunyai muncung kon yang tajam, badan yang berdiameter kecil, sayap yang disusun secara simetri dan muncung yang berdiameter kecil. Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 24 16-Jan-23 4:22:00 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

25 Bab Tingkatan 4 2 (c) Terangkan bagaimana tindakan susulan boleh mengurangkan risiko belon pecah. [4 markah] (d) Rajah 7.3 menunjukkan seorang kanak-kanak memakai tali pinggang keledar keselamatan di dalam sebuah kereta tanpa sistem penahanan yang baik. Rajah 7.4 menunjukkan sistem penahanan kanak-kanak yang tidak lengkap. Sebagai seorang jurutera, anda diminta untuk membina satu sistem penahanan kanak-kanak bagi megurangkan risiko kecederaan semasa perlanggaran dan memberi keselesaan kepada kanak-kanak. Reka cipta anda hendaklah mengikut aspek-aspek dari segi bahan yang digunakan, ciri-ciri keselamatan dan reka bentuk yang selesa. KBAT Mencipta [10 markah] 7 (a) Impuls ialah perubahan momentum. (b) (i) Masa hentaman dalam Rajah 7.1 , Rajah 7.2. Daya yang dihasilkan dalam Rajah 7.1 . Rajah 7.2. Perubahan momentum dalam Rajah 7.1 , Rajah 7.2. (ii) Semakin lama masa hentaman, semakin besar perubahan momentum. (iii) Semakin lama masa hentaman, semakin kecil daya yang dihasilkan. (c) Masa hentaman bertambah apabila melakukan tindakan susulan. Perubahan momentum juga akan bertambah. Maka, daya yang dihasilkan akan berkurang. Belon boleh menahan daya yang kecil. Oleh sebab itu, belon tidak pecah. (d) Spesifikasi Sebab Kain berjaring digunakan sebagai sarung tempat duduk Boleh bernafas//Kurang haba yang terperangkap Webing digunakan bagi tali pinggang keledar Boleh dipanjangkan untuk menambahkan masa hentaman dan mengurangkan magnitud daya impuls Tali pinggang keledar menggunakan bahan nilon Tahan lama Isofix//Tempat penyangkut// Selak//Klip Menyelamatkan kanak-kanak dan menjadikan tempat duduk lebih ketat 5 titik pemasangan Daya disebabkan oleh kesan hentaman yang diagihkan kepada titik tetap//Untuk menyelamatkan kanak-kanak daripada tercampak ke luar Penyandar kepala Melindungi leher dan mengelakkan kecederaan kepala semasa perlanggaran dari bahagian tepi Jawapan Penyandar kepala Selak Tali pinggang keledar Penyandar kepala Selak Tali pinggang keledar Rajah 7.3 Rajah 7.4 Q&A SPM Fizik Tg4 B2 3rd.indd 25 16-Jan-23 4:22:00 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

93 Kertas 1 Soalan Objektif 1.1 Daya Paduan 1 Rajah 1 menunjukkan dua daya, P dan Q bertindak ke atas satu objek. Pecutan objek itu ialah a. a P Q Rajah 1 Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan hubungan yang betul antara P dan Q? A P = Q B P  Q C P  Q Jawapan: C Apabila suatu daya yang tidak seimbang bertindak ke atas satu objek, objek itu akan memecut. Arah pecutan objek adalah sama dengan arah daya paduan. Daya paduan, F = P – Q 2 Rajah 2 menunjukkan sebuah kereta berjisim 1 200 kg bergerak dengan pecutan malar. Daya geseran dan tujahan enjin yang bertindak ke atas kereta itu masing-masing ialah 1 000 N dan 4 500 N. Daya geseran Tujahan enjin Rajah 2 Berapakah pecutan kereta itu? A 1.67 m s–2 B 2.92 m s–2 C 7.75 m s–2 D 4.58 m s–2 Jawapan: B F = ma dengan keadaan, F ialah daya paduan. Daya paduan, F = 4 500 – 1 000 = 3 500 N a = F m = 3 500 1 200 = 2.92 m s–2 3 Rajah 3 menunjukkan dua daya, R dan S bertindak ke atas satu objek. R S Rajah 3 Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan penambahan vektor yang betul? A C R S F R S F B D R S F R S F Jawapan: C Guna kaedah segi tiga daya. Daya paduan ialah vektor yang menyambungkan ekor R kepada hujung depan S. → → → F = R + S Daya dan Gerakan II 1 BAB Tema 1: Mekanik Newton Buku Teks: Halaman 01 – 37 Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 93 16-Jan-23 4:10:23 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

94 Bab Tingkatan 5 1 4 Rajah 4 menunjukkan seorang lelaki berdiri di atas sebuah penimbang berat di dalam sebuah lif. Bacaan penimbang berat itu ialah 800 N. Rajah 4 Apakah yang berlaku kepada nilai bacaan penimbang berat itu apabila lif bergerak ke atas dengan pecutan malar? A Bertambah B Berkurang C Tidak berubah Jawapan: A Daya paduan, F = R – mg R = F + mg = m(a + g) Oleh itu, nilai bacaan penimbang berat itu bertambah. 5 Dua daya dengan magnitud 8 N dan 15 N bertindak ke atas satu objek. Antara yang berikut, yang manakah magnitud daya paduan yang mungkin bertindak ke atas objek itu? I 7 N II 15 N III 23 N A I dan II sahaja B I dan III sahaja C II dan III sahaja Jawapan: B Daya paduan ialah jumlah vektor bagi semua daya yang bertindak ke atas suatu objek. 1.2 Leraian Daya 6 Rajah 5 menunjukkan satu kotak pegun berada di atas sebuah satah condong yang kasar. Berat kotak itu ialah 25 N. 30° W G Rajah 5 Berapakah daya geseran, G yang bertindak ke atas kotak itu? A 12.5 N C 21.7 N B 16.1 N D 50.0 N Jawapan: A Wx = W sin 30° = (25)(0.5) = 12.5 N Apabila kotak berada dalam keadaan rehat (pegun), komponen mengufuk, Wx = daya geseran, G Tip Peperiksaan 7 Rajah 6 menunjukkan sebuah bongkah kayu ditarik dengan satu daya, F. Sudut di antara daya dengan permukaan lantai ialah 30°. F 30° Rajah 6 Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan hubungan komponen berserenjang Fx dengan Fy yang betul? A Fx = F sin 30° C Fy = F cos 30° B Fy = F sin 30° D Fx = F cos 60° Jawapan: B sin θ = Fy F Fy = F sin 30° θ F Fy Fx Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 94 16-Jan-23 4:10:24 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

95 Bab Tingkatan 5 1 8 Rajah 7 menunjukkan sebuah kotak dengan berat 20 N bergerak menuruni sebuah satah condong dengan pecutan 0.5 m s–2. G W 45° Rajah 7 Berapakah daya geseran, G yang bertindak ke atas kotak itu? KBAT Mengaplikasi A 13.12 C 15.16 B 14.14 D 16.14 Jawapan: A Wx = 20 × sin 45° = 14.14 Jisim kotak, m = W g = 20 9.81 = 2.04 kg Daya paduan, F = ma = (2.04)(0.5) = 1.02 N G = Wx – F = 14.14 – 1.02 = 13.12 N 1.3 Keseimbangan Daya 9 Rajah 8 menunjukkan sebuah baldi berjisim 3 kg digantung dengan dua tali tak kenyal. Baldi itu berada dalam keseimbangan. 3 kg 110° T T Rajah 8 Berapakah tegangan, T tali itu? KBAT Mengaplikasi A 17.96 N C 35.93 N B 25.65 N D 51.30 N Jawapan: B Apabila baldi berada dalam keseimbangan, Berat, W = 2Ty; 2Ty = (3)(9.81) = 29.43 Ty = 14.715 N (Ty = T kos 55°) Ketegangan tali, T = Ty kos 55° = 14.715 kos 55° = 25.65 N 10 Rajah 9 menunjukkan sebuah baldi berisi air digantung dengan seutas tali tak kenyal. Jumlah jisim baldi dan air ialah 6 kg. Rajah 9 Berapakah ketegangan tali itu? A 6.0 N C 49.1 N B 15.2 N D 58.9 N Jawapan: D Ketegangan tali = Berat baldi + air W = mg = (6)(9.81) = 58.9 N 11 Rajah 10 menunjukkan sebuah bingkai foto yang digantung di dinding dengan menggunakan sebatang paku. Ketegangan tali masing-masing ialah T1 dan T2 . T1 T2 Rajah 10 Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 95 16-Jan-23 4:10:26 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

96 Bab Tingkatan 5 1 Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan segi tiga daya dalam keseimbangan yang betul? A T2 T1 W C T2 T1 W B T2 T1 W D T2 T1 W Jawapan: C Tiga daya, T1 , T2 dan W yang bertindak ke atas bingkai itu berada dalam keseimbangan. Arah daya-daya itu mengikut urutan sehala dalam segi tiga. 12 Situasi yang manakah menunjukkan daya berada dalam keseimbangan? A Sebuah motosikal bergerak dengan pecutan malar B Sebuah kereta bergerak dengan halaju malar C Sebuah bas bergerak perlahan di perhentian bas D Seorang pelari memecut dari keadaan rehat Jawapan: B Apabila daya yang bertindak ke atas suatu objek berada dalam keseimbangan, objek itu dikatakan berada dalam keadaan rehat atau bergerak dengan halaju seragam. 13 Rajah 11 menunjukkan tiga daya yang bertindak ke atas satu objek. Objek itu berada dalam keseimbangan. F1 F3 F2 Rajah 11 Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan hubungan yang betul bagi ketiga-tiga daya itu? A F1 + F2  F3 B F1 + F2 = F3 C F1 + F2 + F3 = 0 D F1 + F2 + F3  0 Jawapan: C F1 , F2 dan F3 berada dalam keseimbangan. Daya paduan yang terhasil ialah sifar. 1.4 Kekenyalan 14 Antara graf berikut, yang manakah menunjukkan hubungan antara daya, F dengan pemanjangan spring, x yang betul? A F 0 x C F 0 x B F 0 x D F 0 x Jawapan: C Hukum Hooke menyatakan bahawa pemanjangan spring berkadar terus dengan daya. 15 Antara susunan, A, B, C dan D berikut, yang manakah menghasilkan pemanjangan spring terpendek? A B C D 200 g 200 g 200 g 200 g Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 96 16-Jan-23 4:10:27 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

97 Bab Tingkatan 5 1 Jawapan: A Pemanjangan spring ialah x 2. Bagi spring-spring yang disusun secara selari, jumlah pemanjangan spring ialah x 2. Bagi spring-spring yang disusun secara bersiri, jumlah pemanjangan spring ialah nx dengan keadaan n ialah bilangan spring, dan x ialah pemanjangan satu spring. Tip Peperiksaan 16 Rajah 12 menunjukkan satu graf daya, F melawan pemanjangan spring, x. 15 0 5 Had kekenyalan x (cm) F (N) Rajah 12 Berapakah tenaga keupayaan kenyal yang tersimpan dalam spring? A 37.5 N cm–1 C 75.0 N cm–1 B 40.5 N cm–1 D 80.0 N cm–1 Jawapan: A Tenaga keupayaan kenyal, Ep = 1 2 Fx Ep = 1 2 (15 × 5) = 37.5 N cm–1 17 Rajah 13 menunjukkan satu beban berjisim 100 g diletakkan di atas satu spring. Panjang asal spring itu ialah 12 cm. 100 g 10 cm 12 cm Rajah 13 Berapakah pemalar spring itu? [Pecutan graviti, g = 9.81 m s–2] A 9.81 N m–1 B 19.62 N m–1 C 25.50 N m–1 D 49.05 N m–1 Jawapan: D Pemalar spring, k = F x , dengan keadaan F ialah berat beban k = F x = (0.1)(9.81) 0.02 = 49.05 N m–1 18 Rajah 14 menunjukkan satu graf daya, F melawan pemanjangan spring, x bagi dua spring, P dan Q. F (N) P Q 0 x (cm) Rajah 14 Perbandingan antara spring P dengan Q yang manakah adalah betul? A Spring Q lebih keras daripada spring P B Spring Q lebih pendek daripada spring P C Diameter spring P lebih kecil daripada spring Q Jawapan: C Semakin keras spring, semakin bertambah kecerunan graf. Apabila diameter spring berkurang, pemalar spring bertambah. Kecerunan graf = pemalar spring Pemalar spring P . pemalar spring Q Tip Peperiksaan Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 97 16-Jan-23 4:10:28 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

98 Bab Tingkatan 5 1 Kertas 2 Bahagian A - Soalan Struktur 1 Rajah 1 menunjukkan tiga daya, P, Q dan R yang berada dalam keseimbangan. P R Q Rajah 1 (a) Apakah maksud daya dalam keseimbangan? Daya paduan ialah sifar. [1 markah] (b) Dalam ruangan di bawah, lukis segi tiga daya bagi daya P, Q dan R. Q P R [3 markah] Daya-daya membentuk sebuah segi tiga tertutup. Arah daya-daya mengikut urutan sehala dalam segi tiga itu. Daya paduan yang terhasil ialah sifar. Tip Peperiksaan 2 Rajah 2.1 menunjukkan seorang lelaki menolak sebuah bongkah kayu. Bongkah kayu itu bergerak dengan halaju seragam. Jisim bongkah kayu itu ialah 55 kg. R (b) F W G Rajah 2.1 (a) Berapakah daya paduan yang bertindak ke atas bongkah kayu itu? 0 N [1 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 98 16-Jan-23 4:10:28 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

99 Bab Tingkatan 5 1 (b) Pada Rajah 2.1, lukis dan labelkan semua daya yang bertindak ke atas bongkah kayu itu. [2 markah] (c) Rajah 2.2 menunjukkan sebuah bongkah kayu ditarik dengan dua daya, F1 dan F2 . F1 = 100 N F2 = 80 N 60° Rajah 2.2 Dalam ruangan di bawah, lukis sebuah segi tiga daya untuk menentukan daya paduan yang bertindak ke atas bongkah kayu itu. KBAT Menganalisis (Skala = 1 cm : 20 N) F1 = 5 cm F2 = 4 cm F = 7.7 × 20 = 154 N F = 7.7 cm 120° [3 markah] 3 Rajah 3 menunjukkan sebuah kotak berada di atas sebuah satah condong. Berat kotak itu ialah 80 N. 45° 56.57 N Wy W (b) Wx Rajah 3 (a) Apakah maksud berat? Daya graviti // jisim × pecutan graviti [1 markah] (b) Pada Rajah 3, labelkan komponen mengufuk, Wx dan komponen menegak, Wy bagi berat kotak itu. [2 markah] (c) (i) Hitung komponen berat yang selari dengan satah condong itu. Wx = W sin 45° = 80 sin 45° = 56.57 N [2 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 99 16-Jan-23 4:10:29 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

100 Bab Tingkatan 5 1 (ii) Hitung daya paduan yang bertindak ke atas kotak itu. Daya paduan, F = Wx – G = 56.57 – 56.57 = 0 N [1 markah] 4 Rajah 4.1 menunjukkan sebiji batu digantung pada satu spring. Panjang asal spring ialah 10 cm. Pemalar spring itu ialah 1.5 N cm–1. 12 cm Batu Rajah 4.1 (a) Apakah maksud pemalar spring? Daya yang diperlukan untuk menghasilkan satu unit pemanjangan spring [1 markah] (b) Hitung jisim batu itu. [Pecutan graviti, g = 9.81 m s–2] Pemanjangan spring, x = 12.0 – 10.0 = 2.0 cm F = kx; F = (1.5)(2.0) = 3.0 N Jisim batu, m = F g = 3.0 9.81 = 0.306 kg [3 markah] (c) Rajah 4.2 menunjukkan dua spring, P dan Q. Rajah 4.3 menunjukkan satu graf bagi daya yang dikenakan, F melawan pemanjangan spring, x bagi spring P dan Q. P Q P F (N) 0 x (cm) Q Rajah 4.2 Rajah 4.3 Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 100 16-Jan-23 4:10:29 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

101 Bab Tingkatan 5 1 Berdasarkan Rajah 4.2 dan Rajah 4.3, KBAT Menganalisis (i) bandingkan panjang spring. Panjang spring P  spring Q [1 markah] (ii) bandingkan kecerunan graf bagi spring P dan Q. Kecerunan spring P  spring Q [1 markah] (iii) bandingkan pemalar spring. Pemalar spring bagi spring P  spring Q [1 markah] (iv) nyatakan hubungan antara kecerunan graf dengan pemalar spring. Kecerunan graf bertambah, pemalar spring juga bertambah. [1 markah] (v) hubung kaitkan pemalar spring dengan panjang spring. KBAT Menilai Pemalar spring bertambah apabila panjang spring berkurang. [1 markah] Kertas 2 Bahagian B & C – Soalan Esei 5 (a) Rajah 5.1 menunjukkan satu gelang getah yang diregangkan. Gelang getah Rajah 5.1 (i) Apakah maksud kekenyalan? [1 markah] (ii) Berdasarkan teori kinetik, terangkan apa yang berlaku pada molekulmolekul gelang getah semasa diregangkan. [4 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 101 16-Jan-23 4:10:30 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

102 Bab Tingkatan 5 1 (b) Rajah 5.2 menunjukkan sebuah kerusi buaian. Tapak Tiang sokongan Spring Rajah 5.2 Jadual 1 menunjukkan empat model kerusi buaian W, X, Y dan Z. Anda dikehendaki untuk menyiasat ciri-ciri kerusi buaian seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 1. Terangkan kesesuaian bagi setiap ciri kerusi buaian yang menjadikannya selamat untuk digunakan semasa aktiviti rehat dan riadah. Tentukan kerusi buaian yang paling sesuai dan beri sebab bagi jawapan anda. KBAT Menilai Kerusi buaian Bahan tiang sokongan Pemalar spring (N m–1) Ketebalan dawai spring Diameter tapak W Besi 1 500 Nipis Besar X Besi 650 Tebal Kecil Y Keluli 1 600 Tebal Besar Z Keluli 800 Nipis Kecil Jadual 1 [10 markah] (c) Rajah 5.3 menunjukkan 300 g beban digantung pada satu spring. Panjang asal spring itu ialah 15 cm. 20 cm Rajah 5.3 (i) Namakan tenaga yang tersimpan dalam spring. (ii) Hitung pemalar spring itu. (iii) Hitung tenaga yang tersimpan dalam spring itu. [5 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 102 16-Jan-23 4:10:30 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

103 Bab Tingkatan 5 1 6 (a) Rajah 6.1 menunjukkan seorang pekerja sedang menarik sebuah bongkah kayu yang besar di atas satu permukaan lantai yang kasar. Sudut di antara tali dengan permukaan lantai itu ialah 30°. Daya geseran yang bertindak ke atas bongkah kayu itu ialah 200 N. 30° Rajah 6.1 (i) Apakah maksud daya geseran? [1 markah] 5 (a) (i) Keupayaan suatu objek untuk kembali kepada bentuk atau saiz asal apabila daya yang dikenakan ke atasnya dialihkan. (ii) – Terdapat daya tolakan dan daya tarikan yang bertindak di antara molekul-molekul. – Apabila gelang getah diregangkan, jarak di antara molekulmolekul bertambah. – Daya tarikan bertambah. – Daya tarikan menarik molekul-molekul kembali kepada kedudukan asal. (b) Ciri-ciri Sebab Tiang sokongan diperbuat daripada keluli Lebih kuat//Tidak mudah pecah Pemalar spring adalah tinggi Lebih keras//Lebih kuat Ketebalan dawai spring adalah tinggi Lebih keras//Lebih kuat Diameter tapak buaian adalah besar Lebih stabil Y dipilih kerana diperbuat daripada keluli, mempunyai pemalar spring yang tinggi, ketebalan dawai spring yang tinggi dan diameter tapak yang besar. (c) (i) Tenaga keupayaan kenyal (ii) k = F x ; k = (0.3)(9.81) 0.05 = 58.86 N m–1 (iii) Ep = 1 2 Fx = 1 2 (2.943)(0.05) = 7.36 × 10–2 J Jawapan Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 103 16-Jan-23 4:10:31 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

104 Bab Tingkatan 5 1 (ii) Berdasarkan Rajah 6.1, lukis dan labelkan dua daya berserenjang yang terhasil. [2 markah] (iii) Pekerja itu menarik bongkah kayu dengan daya 250 N. Hitung magnitud daya berserenjang yang terhasil. [3 markah] (b) Rajah 6.2 dan Rajah 6.3 menunjukkan dua kotak yang sama ditarik dengan daya 50 N. 50 N = 30° Rajah 6.2 = 45° 50 N Rajah 6.3 Berdasarkan Rajah 6.2 dan Rajah 6.3, (i) hitung daya mengufuk, Fx yang terhasil, [2 markah] (ii) bandingkan sudut di antara daya yang dikenakan dengan permukaan mengufuk, [1 markah] (iii) nyatakan hubungan antara sudut di antara daya yang dikenakan dengan permukaan mengufuk, θ dengan daya mengufuk, Fx . KBAT Menilai [1 markah] (c) Rajah 6.4 menunjukkan seorang lelaki menolak sebuah mesin pemotong rumput. Rajah 6.5 menunjukkan pandangan dari bawah mesin pemotong rumput itu. Pemegang Roda Bilah Pandangan dari bawah mesin pemotong rumput Rajah 6.4 Rajah 6.5 Dengan menggunakan konsep fizik yang sesuai, terangkan pengubahsuaian yang boleh dilakukan ke atas mesin pemotong rumput itu supaya dapat membantu lelaki itu memotong rumput dengan lebih banyak dalam masa yang singkat. KBAT Mencipta [10 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 104 16-Jan-23 4:10:31 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

105 Bab Tingkatan 5 1 6 (a) (i) Daya yang menentang arah gerakan. (ii) Fy Fx F 30° (iii) Fx = F kos 30° = (250)(0.866) = 216.5 N Fy = F sin 30° = (250)(0.5) = 125 N (b) (i) Rajah 6.2: Fx = F kos 30° = (50)(0.866) = 43.3 N Rajah 6.3: Fx = F kos 45° = (50)(0.7071) = 35.36 N (ii) Sudut di antara daya yang dikenakan dengan permukaan mengufuk dalam Rajah 6.3 adalah lebih besar daripada Rajah 6.2. (iii) Apabila sudut di antara daya yang dikenakan dengan permukaan mengufuk bertambah, daya mengufuk berkurang. (c) Pengubahsuaian Sebab Rangka diperbuat daripada bahan berketumpatan rendah Lebih ringan dan mudah digerakkan Diameter roda yang lebih besar Bergerak lebih pantas Diameter bilah yang lebih besar Memotong lebih banyak rumput Kuasa motor yang lebih tinggi Bilah berputar lebih cepat//laju Kedudukan pemegang yang lebih tinggi Lebih mudah dikendalikan Jawapan Q&A SPM Fizik Tg5 B1 3rd.indd 105 16-Jan-23 4:10:31 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

106 Kertas 1 Soalan Objektif 2.1 Tekanan Cecair 1 Rajah 1 menunjukkan sebuah bekas yang mengandungi air. 12.0 cm 5.0 cm P Rajah 1 Berapakah tekanan yang dikenakan oleh air pada titik P? [Ketumpatan air = 1 000 kg m–3, pecutan graviti = 9.81 m s–2] A 490.5 Pa B 686.7 Pa C 1 177.2 Pa D 1 200.0 Pa Jawapan: B h diukur dari permukaan air (12 – 5 = 7 cm = 0.07 m) P = hρg = (0.07)(1 000)(9.81) = 686.7 Pa Calon sering melakukan kesilapan dengan tidak menukarkan unit ketinggian, h daripada sentimeter kepada meter. Kesalahan Umum Tekanan 2 BAB Tema 1: Mekanik Newton Buku Teks: Halaman 38 – 89 2 Rajah 2 menunjukkan sebuah barometer merkuri. A B Merkuri Udara terperangkap C D Rajah 2 Antara titik, A, B, C dan D, yang manakah mempunyai tekanan paling tinggi? Jawapan: D Tekanan pada D, P = Patm + Pmerkuri Tekanan bertambah apabila kedalaman bertambah. 3 Rajah 3 menunjukkan tiga bekas yang diisi dengan minyak masak. P R Q Rajah 3 Antara perbandingan berikut, yang manakah adalah betul tentang tekanan pada titik P, Q dan R? A P = Q = R C P  Q  R B P  Q  R D Q  R  P Jawapan: A Tekanan pada kedalaman yang sama adalah sama. Faktor yang mempengaruhi tekanan dalam suatu cecair ialah kedalaman, h, ketumpatan, ρ dan pecutan graviti, g. Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 106 16-Jan-23 4:32:32 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

107 Bab Tingkatan 5 2 4 Rajah 4 menunjukkan sebuah empangan. Dinding 15.0 m Rajah 4 Berapakah tekanan air di dasar empangan itu? [Ketumpatan air = 1 000 kg m–3, pecutan graviti = 9.81 m s–2] A 14 715 Pa C 147 150 Pa B 15 700 Pa D 157 000 Pa Jawapan: C P = ρgh = (15)(1 000)(9.81) = 147 150 Pa 5 Rajah 5 menunjukkan seekor ikan di dalam sebuah akuarium. Rajah 5 Tindakan manakah yang akan meningkatkan tekanan yang bertindak ke atas ikan itu? A Mengeluarkan sedikit air daripada akuarium B Meletakkan akuarium di tempat yang lebih tinggi C Menambahkan lebih banyak air ke dalam akuarium D Menggunakan akuarium yang lebih besar Jawapan: C Kedalaman air bertambah. Tekanan berkadar terus dengan kedalaman air. 2.2 Tekanan Atmosfera 6 Antara yang berikut, yang manakah menggunakan konsep tekanan atmosfera? A C B D Jawapan: D Tekanan atmosfera yang lebih tinggi menolak air ke dalam penyedut minuman. Jet hidraulik menggunakan prinsip Pascal. Pam kaki menggunakan konsep tekanan gas. Hidrometer menggunakan prinsip Archimedes. 7 Rajah 6 menunjukkan sebuah barometer merkuri. Vakum 75 cm Rajah 6 Berapakah tekanan atmosfera, dalam Pascal? [Ketumpatan merkuri = 13 600 kg m–3, pecutan graviti = 9.81 m s–2] A 98 727 C 101 396 B 100 062 D 102 000 Jawapan: B P = hρg = (0.75)(13 600)( 9.81) = 100 062 Pa Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 107 16-Jan-23 4:32:34 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

108 Bab Tingkatan 5 2 8 Alat yang manakah digunakan untuk mengukur tekanan atmosfera? A Barometer Aneroid B Tolok Bourdon C Hidrometer D Manometer Jawapan: A Alat yang digunakan untuk mengukur tekanan atmosfera ialah barometer Fortin, barometer Aneroid dan barometer merkuri. 9 Rajah 7 menunjukkan sebuah sifon yang digunakan untuk mengalirkan air dari satu bekas kepada bekas yang lain. Rajah 7 Mengapakah air mengalir keluar daripada bekas secara berterusan? A Tekanan atmosfera yang lebih tinggi B Terdapat perbezaan tekanan C Tekanan air yang tinggi D Kelajuan air yang tinggi Jawapan: B Perbezaan tekanan pada paras yang berbeza menyebabkan air terus mengalir keluar daripada tiub sifon. Tekanan air di bahagian bawah hujung tiub adalah lebih tinggi daripada tekanan atmosfera. 10 Bacaan barometer Aneroid di puncak gunung ialah 9.94 × 104 Pa. Berapakah tekanan atmosfera di puncak gunung itu dalam cm Hg? A 78.0 cm Hg C 75.5 cm Hg B 76.0 cm Hg D 74.5 cm Hg Jawapan: D P = hρg 9.94 × 104 = h(13 600)(9.81) h = 0.745 m ∴Tekanan atmosfera = 74.5 cm Hg 2.3 Tekanan Gas 11 Rajah 8 menunjukkan molekul gas di dalam sebuah bekas logam tertutup. Rajah 8 Apakah yang menyebabkan kewujudan tekanan gas di dalam bekas itu? A Molekul gas yang bergerak secara rawak B Molekul gas yang bergerak dengan kelajuan yang sama C Molekul gas yang berlanggar antara satu sama lain D Molekul gas yang berlanggar dengan dinding di dalam bekas Jawapan: D Perlanggaran antara molekul gas dengan dinding di dalam bekas akan memberikan tekanan. 12 Rajah 9 menunjukkan sebuah manometer digunakan untuk mengukur tekanan gas di dalam sebuah bekas tertutup. Gas 10 cm Merkuri Rajah 9 Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 108 16-Jan-23 4:32:34 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

109 Bab Tingkatan 5 2 Berapakah tekanan gas itu, dalam Pascal? [Tekanan atmosfera = 76 cm Hg] A 8.8 × 104 C 1.15 × 105 B 1.01 × 105 D 1.20 × 105 Jawapan: C P = hρg = (0.76 + 0.1)(13 600)(9.81) = 1.15 × 105 Pa Pada aras yang sama, tekanan adalah sama. Tekanan gas = Tekanan atmosfera + Tekanan yang dikenakan oleh turus merkuri Tip Peperiksaan 13 Rajah 10 menunjukkan sebuah manometer merkuri yang digunakan untuk mengukur tekanan gas. X D C B Gas A Rajah 10 Antara titik A, B, C dan D, yang manakah mempunyai tekanan yang sama dengan tekanan gas pada titik X? Jawapan: C Pada aras yang sama, tekanan adalah sama. Tekanan gas di X adalah sama dengan tekanan gas di C kerana titik X dan C berada pada aras yang sama. 14 Antara yang berikut, yang manakah bukan faktor yang mempengaruhi tekanan gas? A Suhu C Laju B Isi padu D Jisim Jawapan: D Bilangan molekul gas di dalam sebuah bekas tertutup adalah malar. Oleh itu, jisim molekul gas di dalam bekas tertutup itu juga adalah tetap. 2.4 Prinsip Pascal 15 Rajah 11 menunjukkan sebuah kelalang berlubang berisi air. Air terpancut keluar daripada semua lubang dengan kelajuan yang sama apabila satu daya mampatan dikenakan ke atas omboh itu. Omboh Rajah 11 Apakah prinsip yang menerangkan fenomena itu? A Prinsip Pascal B Prinsip Bernoulli C Prinsip Archimedes D Prinsip Keabadian Momentum Jawapan: A Tekanan tersebar ke semua arah secara sama rata. Air memancut keluar daripada lubang pada kelajuan yang sama. 16 Rajah 12 menunjukkan satu sistem hidraulik ringkas. Daya input, F1 dikenakan pada omboh kecil. Luas permukaan omboh kecil dan omboh besar masingmasing ialah 5.0 cm2 dan 30.0 cm2 . Omboh kecil Omboh besar F1 F2 Rajah 12 Berapakah daya output, F2 apabila daya input F1 ialah 10 N? A 60 N C 80 N B 70 N D 100 N Jawapan: A F2 = A2 A1 × F1 = 30 5 × 10 = 60 N Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 109 16-Jan-23 4:32:35 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

110 Bab Tingkatan 5 2 17 Rajah 13 menunjukkan sebuah jet hidraulik. Daya input, F, mampu menampung beban dengan berat, W. Luas permukaan omboh kecil dan omboh besar masing-masing ialah A1 dan A2 . Omboh besar F Omboh kecil W Rajah 13 Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan hubungan yang betul antara F, W, A1 dan A2 ? KBAT Mengaplikasi A W F = A1 A2 C W = A1 A2 × F B W A1 = F A2 D W = A2 A1 × F Jawapan: D Rumus prinsip Pascal: F1 A1 = F2 A2 W = F2 , F = F1 Oleh itu, F A1 = W A2 W = A2 A1 × F 18 Rajah 14 menunjukkan sebuah jet hidraulik yang digunakan untuk mengangkat beban yang berat. Omboh besar Minyak hidraulik Omboh kecil Rajah 14 Apakah ciri minyak hidraulik yang digunakan? A Ketumpatan yang tinggi B Takat didih yang rendah C Sukar untuk dimampatkan D Kadar pengoksidaan yang tinggi Jawapan: C Ciri-ciri minyak hidraulik ialah sukar untuk dimampatkan, takat didih yang tinggi, kadar pengoksidaan yang rendah dan mempunyai ketumpatan yang rendah. 19 Antara situasi berikut, yang manakah mengaplikasikan prinsip Pascal? A Memicit tiub ubat gigi B Memukul bola tenis C Memicit botol kosong D Mengangkat seketul batu besar di dalam air Jawapan: A Apabila tiub ubat gigi dipicit, tekanan yang dihasilkan dihantar ke setiap bahagian ubat gigi. 2.5 Prinsip Archimedes 20 Rajah 15 menunjukkan sebuah kapal selam bergerak pada kedalaman yang sama dengan halaju seragam. Rajah 15 Pernyataan manakah yang betul tentang kapal selam itu? A Berat kapal selam . daya apungan B Berat kapal selam , daya apungan C Berat kapal selam = daya apungan Jawapan: C Pada kedalaman yang sama, berat kapal selam adalah sama dengan daya apungan kerana kapal selam berada dalam keseimbangan. Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 110 16-Jan-23 4:32:36 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

111 Bab Tingkatan 5 2 21 Rajah 16 menunjukkan dua tong yang sama masing-masing terapung di permukaan sungai dan laut. Sungai Laut Rajah 16 Pernyataan manakah yang betul tentang pemerhatian di atas? A Ketumpatan air sungai = ketumpatan air laut B Daya apungan di sungai . daya apungan di laut C Berat air sungai yang tersesar , berat air laut yang tersesar D Isi padu air sungai yang tersesar . isi padu air laut yang tersesar Jawapan: D Isi padu air yang tersesar = isi padu objek yang tenggelam 22 Rajah 17 menunjukkan sebuah kapal terapung di permukaan laut. Berat kapal dan kontena itu ialah 250 000 N. Kontena Rajah 17 Berapakah isi padu air laut yang tersesar? [Ketumpatan air laut = 1 020 kg m–3, pecutan graviti = 9.81 m s–2] A 10 m3 C 50 m3 B 25 m3 D 65 m3 Jawapan: B V = F ρg = 250 000 (1 020)(9.81) = 25 m3 23 Rajah 18 menunjukkan sebiji batu dimasukkan di dalam air. Isi padu air yang tersesar ialah 125 cm3 . Air tersesar Batu Rajah 18 Berapakah daya apungan batu itu? [Ketumpatan air = 1 000 kg m–3, pecutan graviti = 9.81 m s–2] A 1.00 N C 1.23 N B 1.15 N D 12.3 N Jawapan: C Daya apungan, FB = ρVg = (1 000)(125 × 10–6)(9.81) = 1.23 N 24 Rajah 19 menunjukkan sebuah hidrometer terapung dalam suatu cecair. Bacaan ditanda pada batang hidrometer. Rajah 19 Antara yang berikut, yang manakah adalah betul? A Isi padu air tersesar = isi padu hidrometer Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 111 16-Jan-23 4:32:37 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

112 Bab Tingkatan 5 2 B Berat hidrometer > berat air yang tersesar C Berat hidrometer > daya apungan D Berat air yang tersesar = daya apungan Jawapan: D Prinsip Archimedes menyatakan bahawa daya apungan adalah sama dengan berat bendalir yang disesarkan. 2.6 Prinsip Bernoulli 25 Rajah 20 menunjukkan sebuah penunu Bunsen. Udara ditolak ke dalam penunu Bunsen disebabkan oleh tekanan atmosfera. Aliran udara Gas Rajah 20 Prinsip manakah yang menerangkan fenomena ini? A Prinsip Pascal B Prinsip Bernoulli C Prinsip Archimedes D Prinsip keabadian momentum Jawapan: B Tekanan di dalam penunu Bunsen adalah lebih rendah kerana gas mengalir keluar dari jet pada kelajuan yang tinggi. Prinsip Bernoulli menyatakan bahawa dalam satu aliran bendalir yang stabil, tekanan bendalir berkurang apabila halaju bendalir bertambah. 26 Rajah 21 menunjukkan sebuah kereta lumba. Spoiler belakang Rajah 21 Apakah fungsi spoiler belakang? A Untuk menghasilkan daya ke atas B Untuk menghasilkan daya ke bawah C Untuk menambahkan jisim kereta D Untuk meningkatkan kelajuan kereta Jawapan: B Spoiler belakang berbentuk aerofoil terbalik. Tekanan di bahagian atas spoiler adalah lebih tinggi daripada tekanan di bahagian bawah spoiler. Daya ke bawah dihasilkan untuk menjadikan kereta lebih stabil. 27 Rajah 22 menunjukkan sayap kapal terbang yang berbentuk aerofoil. Aliran udara Rajah 22 Pernyataan manakah yang betul? A Tekanan atmosfera di bahagian bawah sayap adalah lebih tinggi daripada di bahagian atas sayap B Kelajuan udara di bahagian bawah sayap adalah lebih tinggi daripada di bahagian atas sayap C Tekanan di bahagian atas dan di bahagian bawah sayap adalah sama D Daya paduan pada sayap ialah sifar Jawapan: A Kelajuan udara di bahagian atas aerofoil lebih tinggi daripada kelajuan adalah udara di bahagian bawah. Apabila halaju udara bertambah, maka tekanan berkurang. Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 112 16-Jan-23 4:32:38 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

113 Bab Tingkatan 5 2 Perbezaan tekanan menghasilkan satu daya paduan pada aerofoil. F = PA dengan keadaan P = perbezaan tekanan A = luas keratan rentas aerofoil Tip Peperiksaan 28 Situasi yang manakah menunjukkan aplikasi Prinsip Bernoulli? A Kapal yang terapung di laut B Bola pingpong yang berputar C Sebuah kereta bergerak pada halaju malar D Belon udara panas yang bergerak ke atas Jawapan: B Bola pingpong yang berputar menyebabkan daya paduan bertindak ke atas bola. Bola bergerak dalam laluan melengkung. Kertas 2 Bahagian A - Soalan Struktur 1 Rajah 1 menunjukkan alat yang digunakan untuk mengukur tekanan atmosfera. Merkuri Vakum 75.5 cm Rajah 1 (a) Namakan alat tersebut. Barometer merkuri [1 markah] (b) Berapakah bacaan tekanan atmosfera? 75.5 cm Hg [1 markah] (c) Nyatakan dua aplikasi tekanan atmosfera dalam kehidupan harian. Penitis//Penyedut getah//Penyedut minuman [2 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 113 16-Jan-23 4:32:38 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.

114 Bab Tingkatan 5 2 2 Rajah 2 menunjukkan radas dan bahan yang disediakan bagi satu eksperimen untuk menentukan daya apungan, FB. Batu Air tersesar FB (a) Rajah 2 (a) Pada Rajah 2, lukis anak panah untuk menunjukkan arah daya apungan yang bertindak ke atas batu itu. [1 markah] (b) Namakan prinsip fizik yang terlibat. Prinsip Archimedes [1 markah] (c) Batu itu menyesarkan 250 cm3 air. Hitung KBAT Mengaplikasi (i) berat air yang tersesar, [Ketumpatan air = 1 000 kg m–3, pecutan graviti = 9.81 m s–2] W = ρVg = (1 000)(250 × 10–6)(9.81) = 2.45 N [2 markah] (ii) daya apungan, FB. FB = W = 2.45 N [1 markah] Q&A SPM Fizik Tg5 B2 3rd.indd 114 16-Jan-23 4:32:39 PM PENERBIT ILMU BAKTI SDN. BHD.