Strategi A+ Ting 5 - Fizik

I SDN. BHD. PENERBIT ILMUBKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMUAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMBAKTI SDN. BHD. PENERBIT

Daya dan Gerakan II 1 • Revisi Pantas 1 • Praktis PBD 1.1 Daya Paduan 3 1.2 Leraian Daya 6 1.3 Keseimbangan Daya 7 1.4 Kekenyalan 7 • Praktis Berformat SPM 11 Tekanan 22 • Revisi Pantas 22 • Praktis PBD 2.1 Tekanan Cecair 24 2.2 Tekanan Atmosfera 28 2.3 Tekanan Gas 32 2.4 Prinsip Pascal 34 2.5 Prinsip Archimedes 37 2.6 Prinsip Bernoulli 41 • Praktis Berformat SPM 44 Elektrik 53 • Revisi Pantas 53 • Praktis PBD 3.1 Arus dan Beza Keupayaan 56 3.2 Rintangan 60 3.3 Daya Gerak Elektrik (d.g.e.) dan Rintangan Dalam 64 3.4 Tenaga dan Kuasa Elektrik 68 • Praktis Berformat SPM 72 Keelektromagnetan 83 • Revisi Pantas 83 • Praktis PBD 4.1 Daya ke Atas Konduktor Pembawa Arus dalam Suatu Medan Magnet 85 4.2 Aruhan Elektromagnet 90 4.3 Transformer 95 • Praktis Berformat SPM 97 Bab 1 Bab 2 Bab 3 Bab 4 Rekod Prestasi Murid R1 - R6 Senarai Eksperimen 1 Hukum Hooke 161 2 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Tekanan Cecair 165 3 Daya Apungan 172 4 Konduktor Ohm dan Konduktor Bukan Ohm 176 5 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Rintangan Dawai 181 6 Daya Gerak Elektrik (d.g.e.) dan Rintangan Dalam Sel Kering 189 Elektronik 108 • Revisi Pantas 108 • Praktis PBD 5.1 Elektron 111 5.2 Diod Semikonduktor 113 5.3 Transistor 115 • Praktis Berformat SPM 116 Fizik Nuklear 127 • Revisi Pantas 127 • Praktis PBD 6.1 Reputan Radioaktif 129 6.2 Tenaga Nuklear 131 • Praktis Berformat SPM 135 Fizik Kuantum 145 • Revisi Pantas 145 • Praktis PBD 7.1 Teori Kuantum Cahaya 146 7.2 Kesan Fotoelektrik 149 7.3 Teori Fotoelektrik Einstein 149 • Praktis Berformat SPM 151 Bab 5 Bab 6 Bab 7 Kertas Model SPM 192 Kandungan 00 Strategi A Fizik Prelims F5 6P.indd 1 9/11/2023 2:24:02 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

1 1 Daya paduan ialah daya tunggal yang mewakili jumlah vektor bagi dua atau lebih daya yang bertindak ke atas suatu objek. The resultant force is a single force that represents the vector sum of two or more forces acting on an object. 2 Menentukan daya paduan bagi dua daya yang bertindak ke atas objek: Determining the resultant force of two forces acting on an object: Situasi Situation Kaedah menentukan daya paduan, F Method to determine the resultant force, F Dua daya bertindak pada arah yang sama Two forces acting in the same direction F1 F2 Hasil tambah dua daya: Addition of two forces: F = F1 + F2 Arah daya paduan sama dengan arah bagi dua daya. The direction of the resultant force is the same as the direction of two forces. Dua daya bertindak pada arah yang bertentangan Two forces acting in the opposite directions F1 F2 Andaikan daya ke kanan adalah positif: Assume the force to the right is positive: F = –F1 + F2 Arah daya paduan sama dengan arah daya dengan magnitud yang lebih besar. The direction of the resultant force is the same as the direction of a force with a larger magnitude. Dua daya bertindak pada arah yang berserenjang antara satu sama lain Two forces acting perpendicular to each other F2 F1 Menggunakan teorem Pythagoras, Using Pythagoras’ theorem, F = F 2 1 + F 2 2 Arah/Direction, θ = tan–1  F2 F1  Dua daya bertindak pada arah yang tidak berserenjang antara satu sama lain Two forces acting in directions that are not perpendicular to each other Kaedah segi tiga daya Triangle of forces method 1 Pilih skala yang sesuai. Choose a suitable scale. 2 Lukis F1 dan F2 mengikut skala. Draw F1 and F2 according to scale. 1.1 Daya Paduan Resultant Force Situasi Situation Kaedah menentukan daya paduan, F Method to determine the resultant force, F 3 Lengkapkan segi tiga dan ukur panjang dan magnitud daya paduan, F. Complete the triangle and measure the length and the magnitude of the resultant force, F. 4 Ukur sudut, θ. Measure the angle, θ. Kaedah segi empat selari daya Parallelogram of forces method 1 Pilih skala yang sesuai. Choose a suitable scale. 2 Lukis F1 dan F2 mengikut skala. Draw F1 and F2 according to scale. 3 Lengkapkan segi empat selari. Lukis pepenjuru dan ukur panjang dan magnitud daya paduan, F. Complete the parallelogram. Draw the diagonal and measure the length and the magnitude of the resultant force, F. 4 Ukur sudut, θ. Measure the angle, θ. 3 Gambar rajah jasad bebas bagi suatu objek ialah gambar rajah yang hanya menunjukkan daya-daya yang bertindak ke atas objek itu. A free-body diagram of an object is a diagram that only shows the forces acting on the object. F1 F F2 θ α F1 α F2 R W R W Daya geseran Frictional force Tujahan enjin Engine thrust Arah gerakan Direction of motion R W R W Daya geseran Frictional force Tujahan enjin Engine thrust Arah gerakan Direction of motion Daya dan Gerakan II Force and Motion II Tema: Mekanik Newton Bab 1 Revisi Pantas F2 F F1 θ θ F2 α F1 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 1 9/11/2023 2:23:20 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

2 1.4 Kekenyalan Elasticity 1 Kekenyalan ialah sifat bahan suatu objek yang membolehkan objek itu kembali kepada bentuk dan saiz asalnya selepas daya yang bertindak ke atasnya dialihkan. Elasticity is the property of the material of an object that enables the object to return to its original shape and size after the force acting on it is removed. 2 Hukum Hooke menyatakan bahawa pemanjangan suatu spring adalah berkadar terus dengan daya yang bertindak ke atas spring jika tidak melebihi had kenyal spring itu. Hooke’s Law states that the extension of a spring is directly proportional to the force acting on the spring if the elastic limit of the spring is not exceeded. 3 Tenaga keupayaan kenyal, Ep= 1 2 Fx Elastic potential energy, Ep = 1 2 Fx 4 Faktor-faktor yang mempengaruhi nilai pemalar spring: Factors that affect the value of the spring constant: Faktor Factor Perubahan faktor Change in the factor Kesan ke atas nilai pemalar spring Effect on the value of spring constant Panjang spring Length of spring Lebih pendek Shorter Lebih tinggi Higher Lebih panjang Longer Lebih rendah Lower Diameter spring Diameter of spring Diameter kecil Smaller diameter Lebih tinggi Higher Diameter besar Larger diameter Lebih rendah Lower Ketebalan dawai spring Thickness of spring wire Diameter dawai kecil Smaller diameter of wire Lebih rendah Lower Diameter dawai besar Larger diameter of wire Lebih tinggi Higher Bahan spring Material of the spring Bahan berlainan Different material Berubah mengikut jenis bahan Change according to the type of material 4 Hukum Gerakan Newton Kedua boleh diungkapkan sebagai F = ma dengan keadaan F = daya paduan, m = jisim dan a = pecutan. Newton’s Second Law of Motion can be expressed as F = ma where F = resultant force, m = mass and a = acceleration. 5 Bagi objek yang berada dalam keadaan pegun atau bergerak dengan halaju seragam, pecutan, a = 0 dan daya paduan, F = 0 N. For objects that are stationary or moving with a uniform velocity, the acceleration, a = 0 and the resultant force, F = 0 N. 6 Bagi objek yang bergerak dengan halaju bertambah atau pecutan seragam, pecutan, a ≠ 0 dan daya paduan, F ≠ 0 N. For objects that are moving with increasing velocity or uniform acceleration, the acceleration, a ≠ 0 and the resultant force, F ≠ 0 N. 1.2 Leraian Daya Resolution of Forces 1 Leraian daya ialah proses meleraikan satu daya tunggal kepada dua komponen, iaitu komponen mengufuk, Fx dan komponen menegak, Fy . Resolution of forces is the process of resolving a force into two components, which are horizontal component, Fx and vertical component, Fy . 2 Leraian daya boleh dijelaskan dengan trigonometri. The resolution of forces can be be explained with trigonometry. θ F Fx Fy (a) Komponen mengufuk, Fx = F kos θ Horizontal component, Fx = F cos θ (b) Komponen menegak, Fy = F sin θ Vertical component, Fy = F sin θ 1.3 Keseimbangan Daya Forces in Equilibrium 1 Suatu objek dikatakan berada dalam keseimbangan daya apabila daya-daya yang bertindak ke atasnya menghasilkan daya paduan sifar. An object is said to be in equilibrium of forces when the forces acting on it produce a zero resultant force. 2 Jika terdapat dua daya yang bertindak pada suatu objek berada dalam keseimbangan daya, maka daya paduan pada objek tersebut ialah sifar. If two forces act on an object in equilibrium of forces, the resultant force on the object is zero. 3 Jika terdapat tiga daya yang bertindak ke atas suatu objek berada dalam keseimbangan daya, segi tiga daya boleh dilukis secara berturutan dalam arah daya-daya tersebut. If three forces act on an object in equilibrium of forces, the triangle of forces can be drawn consecutively in the direction of those forces. Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https://www.youtube.com/ watch?v=FAHOI32oAns untuk mengetahui tentang kekenyalan spring. Video Video 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 2 9/11/2023 2:23:20 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

3 Latihan 1 Maksud daya paduan/The meaning of the resultant force TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Daya dan Gerakan II. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang sesuai. TP 1 Fill in the blanks with the suitable words. Daya paduan ialah daya tunggal yang mewakili jumlah vektor bagi dua atau lebih daya yang bertindak ke atas suatu objek. The resultant force is a single force that represents the vector sum of two or more forces acting on an object. Latihan 2 Menentukan daya paduan/Determining the resultant force TP 2 Memahami Daya dan Gerakan II serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. 1 Tentukan daya paduan dan arah gerakan objek bagi setiap situasi berikut. TP 2 Determine the resultant force and the direction of motion of an object for each of the following situations. Situasi Situation Daya paduan dan arahnya Resultant force and its direction 4 N 8 N F = 4 + 8 Arah: ke kanan = 12 N Direction: to the right 4 N 8 N F = –4 + 8 Arah: ke kanan = 4 N Direction: to the right 2 Tentukan magnitud daya paduan dalam rajah di bawah. TP 4 Determine the magnitude of the resultant force in the diagram below. Skala/Scale: 1 cm : 40 N F2 = 32 + 52 – 2(3)(5) kos/cos 130° = 9 + 25 – 30 kos/cos 130° = 34 – (–19.28) F2 = 53.28 F = 53.28 = 7.3 cm 1.1 Daya Paduan/ Resultant Force F1 = 120 N F2 = 200 N 50o (a) (b) Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https://www.youtube.com/ watch?v=qs4WS-NiyoE untuk mengetahui cara menentukan daya paduan. Video Tutorial Praktis PBD Video Tutorial F1 = 3 cm F θ 50° F2 = 5 cm 130° F1 = 3 cm F2 = 5 cm F 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 3 9/11/2023 2:23:20 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

4 Latihan 3 Daya paduan pada objek dalam pelbagai keadaan gerakan Resultant force on object in various states of motion TP 3 Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Lakarkan gambar rajah jasad bebas bagi situasi di bawah dan tentukan daya paduan, sama ada F = 0 N atau F ≠ 0 N. TP 3 Sketch the free-body diagrams of the situations below and determine the resultant force, either F = 0 N or F ≠ 0 N. (a) Daya paduan, F = 0 N Resultant force (b) Daya paduan, F = 0 N Resultant force Latihan 4 Menyelesaikan masalah yang melibatkan daya paduan, jisim dan pecutan objek Solving problems involving resultant force, mass and acceleration of object TP 3 Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. Jawab soalan-soalan berikut. Answer the following questions. 1 Sebuah kotak berjisim 2.0 kg ditarik dengan daya 9 N di atas lantai yang mempunyai daya geseran 2 N. Hitung pecutan kotak itu. TP 3 A box of mass 2.0 kg is pulled by a force of 9 N on a floor that has a frictional force of 2 N. Calculate the acceleration of the box. m = 2.0 kg T = 9 N FR = 2 N F = 9 – 2 F = ma = 7 N 7 = 2a a = 3.5 m s–2 2 Sebiji bola berjisim 0.5 kg jatuh dari sebuah bangunan dengan pecutan 7.0 m s–2. TP 3 A ball of mass 0.5 kg falls from a building with an acceleration of 7.0 m s–2. (a) Lakarkan gambar rajah jasad bebas bola itu. Sketch the free-body diagram of the ball. (b) Hitung daya paduan yang bertindak ke atas bola itu dan arah gerakannya. Calculate the resultant force acting on the ball and its direction of motion. (a) (b) F = ma = 0.5(7) = 3.5 N ke bawah / downwards 9 N R W R W Tujahan enjin Engine thrust Arah gerakan dengan halaju seragam Direction of motion with uniform velocity Daya geseran Frictional force R W Tujahan enjin Engine thrust Arah gerakan dengan halaju seragam Direction of motion with uniform velocity Daya geseran Frictional force 2 kg W R 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 4 9/11/2023 2:23:20 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

5 3 Seorang lelaki menaiki lif ke tingkat 5. Lelaki itu berjisim 70 kg. TP 4 A man takes the lift to the 5th floor. The man weighs 70 kg. (a) Lakarkan gambar rajah jasad bebas lelaki itu ketika berada di dalam lif. Sketch the free-body diagram of the man while in the lift. (b) Hitung magnitud tindak balas normal, R apabila lif bergerak ke atas dengan pecutan 2 m s–2. Calculate the magnitude of the normal reaction, R when the lift is moving upwards with an acceleration of 2 m s–2. (c) Apabila sampai di tingkat 5, lif tersebut berhenti. Hitung magnitud tindak balas normal, R lelaki itu. Upon reaching the 5th floor, the lift stops. Calculate the magnitude of the normal reaction, R of the man. [Pecutan graviti/Gravitational acceleration, g = 9.81 m s–2] (a) (b) F = ma R – W = ma R = ma + W = ma + mg = (70 × 2) + (70 × 9.81) = 826.7 N (c) Daya paduan, F = 0 Resultant force R = W = mg = 70(9.81) = 686.7 N 4 Sebuah kotak berjisim 1 kg yang terletak di atas sebuah meja ditarik oleh satu beban melalui sebuah takal. Kotak itu bergerak dengan pecutan 2.0 m s–2 menentang geseran 1 N. TP 4 A box of mass 1 kg that is placed on a table is pulled by a load through a pulley. The box moves with an acceleration of 2.0 m s–2 against a friction of 1 N. (a) Lakarkan gambar rajah jasad bebas bagi kotak dan beban dengan menggunakan label, W = berat kotak, R = tindak balas normal kotak, FR = daya geseran, T = tegangan tali dan B = berat beban. Sketch a free-body diagram of the box and the load by using the labels, W = weight of the box, R = normal reaction of the box, F = frictional force, T = tension of the string and B = weight of the load. (b) Bandingkan berat kotak, W dengan tindak balas normal, R. Compare the weight of the box, W and the normal reaction, R. (c) Hitung daya paduan yang bertindak ke atas kotak. Calculate the resultant force acting on the box. (d) Hitung tegangan, T tali takal yang menarik kotak. Calculate the tension, T of the pulley string that is pulling the box. (e) Hitung jisim beban, m. Calculate the mass of load, m. [Pecutan graviti/Gravitational acceleration, g = 9.81 m s–2] (a) (b) W = R (c) F = ma = 1(2) = 2 N (d) F = T – FR 2 = T – 1 T = 2 + 1 = 3 N (e) F = B – T ma = B – T ma = mg – T 2m = 9.81m – 3 7.81m = 3 m = 0.38 kg Kotak Box Beban Load R W KBAT Menganalisis FR R T W T B Kotak Box Beban Load 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 5 9/11/2023 2:23:21 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

6 R Wy W Wx 40o FR 1.2 Leraian Daya/Resolution of Forces Latihan 5 Memerihalkan leraian daya/Describe resolution of forces TP 3 Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Hitung magnitud bagi komponen mengufuk, Fx dan komponen menegak, Fy. TP 3 Calculate the magnitude of the horizontal component, Fx and the vertical component, Fy . (a) (b) Fx = F kos/cos θ = 50 kos/cos 20° = 46.98 N Fy = F sin θ = 50 sin 20° = 17.10 N Fx = F kos/cos θ = 30 kos/cos 40° = 22.98 N Fy = F sin θ = 30 sin 40° = 19.28 N Latihan 6 Menyelesaikan masalah melibatkan daya paduan dan leraian daya Solving problems involving resultant force and resolution of forces TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. 1 Rajah di bawah menunjukkan seorang kanak-kanak berjisim 35 kg sedang menuruni sebuah gelongsor. Daya geseran, FR yang bertindak di antara kanak-kanak dengan papan gelongsor itu ialah 20 N. TP 4 The diagram below shows a child weighing 35 kg descending down a slide. The frictional force, FR acting between the child and the sliding board is 20 N. (a) Lakarkan gambar rajah jasad bebas bagi kanak-kanak tersebut. Sketch the free-body diagram of the child. (b) Hitung berat, W kanak-kanak itu. Calculate the weight, W of the child. (c) Tentukan daya paduan yang bertindak ke atas kanak-kanak itu. Determine the resultant force acting on the child. (d) Hitung pecutan kanak-kanak itu. Calculate the acceleration of the child. (a) (b) W = mg = 35(9.81) = 343.35 N (c) F = Wx – FR = W sin 40° – 20 = 343.35 sin 40° – 20 = 220.70 – 20 = 200.70 N (d) F = ma 200.70 = 35a a = 5.73 m s–2 Fx Fy 50 N 20° Fx Fy 30 N 40° Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https:// www.physicsclassroom.com/ class/vectors/Lesson-3/Resolutionof-Forces untuk mengetahui tentang leraian daya. Laman Web Laman Web 40° 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 6 9/11/2023 2:23:21 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

7 1.3 Keseimbangan Daya/Forces in Equilibrium Latihan 7 Menyelesaikan masalah melibatkan keseimbangan daya Solving problems involving forces in equilibrium TP 3 Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Lukis gambar rajah jasad bebas bagi setiap objek di bawah. Kemudian, lukis segi tiga daya pada setiap objek tersebut. TP 3 Draw the free-body diagram for each object below. Then, draw the triangle of forces for each object. (a) (b) (c) Segi tiga daya/ Triangle of forces Segi tiga daya/ Triangle of forces Segi tiga daya/ Triangle of forces 2 Berdasarkan soalan di 1(b), tentukan nilai tegangan tali, T jika jisim bingkai gambar itu ialah 1 kg dan sudut, θ ialah 20°. TP 3 Based on the question in 1(b), determine the value of string tension T if the mass of the picture frame is 1 kg and the angle, θ is 20°. Kaedah/Method 1: 2Ty = W 2T sin 20° = mg 2T sin 20° = 1(9.81) T = 14.34 N Kaedah/ Method 2: Hukum sinus/Sine rule: T sin 70° = (1)(9.81) sin 40° T = 14.34° 1.4 Kekenyalan/Elasticity Latihan 8 Maksud kekenyalan The meaning of elasticity TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Daya dan Gerakan II. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang sesuai. TP 1 Fill in the blanks with the suitable words. Kekenyalan ialah sifat bahan suatu objek yang membolehkan objek it kembali kepada bentuk dan saiz asalnya selepas daya yang bertindak ke atasnya dialihkan . Elasticity is the property of material of an object that enables the object to return to its original shape and size after the force acting on it is removed . θ θ T T W θ θ R Bergerak dengan halaju seragam Move with constant velocity T T FR W θ θ FR R W θ W T T R T T θ θ Kotak Box Bingkai gambar Picture frame Kapal Ship R θ θ 40° 70° 70° 20° W T T Kapal tunda Tug boat Kapal tunda Tug boat 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 7 9/11/2023 2:23:21 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

8 Latihan 9 Hubungan antara daya dengan pemanjangan spring Relationship between force and extension of spring TP 2 Memahami Daya dan Gerakan II serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Lengkapkan peta pokok di bawah tentang Hukum Hooke. TP 2 Complete the tree map below about Hooke’s Law. i-THINK Peta Pokok Hukum Hooke Hooke’s Law Maksud Meaning Pemanjangan spring, x Extension of a spring, x (c) l l 0 x x = l − l0 x = l – l0 (a) Pemanjangan suatu spring adalah berkadar terus dengan daya yang bertindak ke atas spring itu jika tidak melebihi had kenyal spring itu. The extension of a spring is directly proportional to the force acting on the spring if the spring is not exceed the elastic limit . Hubungan Relation (b) x ∝ F F ∝ x F = kx dengan keadaan/where F = daya yang dikenakan force applied x = pemanjangan spring extension of the spring k = pemalar spring spring constant Graf daya melawan pemanjangan spring Graph of force against the extension of a spring (d) x (m) 0 F (N) 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 8 9/11/2023 2:23:21 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

9 Latihan 10 Analisis graf daya melawan pemanjangan spring Analysis of the graph of force against extension of a spring TP 3 Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Graf daya, F melawan pemanjangan spring, x ditunjukkan seperti dalam rajah di sebelah. TP 3 The graph of force, F against the extension of a spring, x is shown in the diagram on the right. (a) Tentukan nilai pemalar spring, k dengan menghitung kecerunan graf. Determine the value of spring constant, k by calculating the gradient of graph. Kecerunan/Gradient, m = 10 – 0 0.05 – 0 = 200 N m–1 Pemalar spring/Spring constant = 200 N m–1 (b) Tentukan tenaga keupayaan kenyal, E p apabila spring diregangkan sehingga x = 5 cm. Determine the elastic potential energy, Ep when the spring is stretched until x = 5 cm. Luas di bawah graf /Area under the graph = Ep= 1 2 × 0.05 × 10 = 0.25 N m = 0.25 J 2 Rajah di bawah menunjukkan graf daya melawan pemanjangan bagi tiga spring, P, Q dan R. TP 3 The diagram below shows the force against the extension of three springs, P, Q and R. (a) Tandakan ‘X’ pada graf untuk menunjukkan had kenyal bagi spring P dan Q. Mark ‘X’ on the graph to show the elastic limit for springs P and Q. (b) Spring menyimpan tenaga apabila diregang. Hitung tenaga yang disimpan dalam spring R apabila pemanjangannya ialah 8.0 cm. The spring stores energy when it is extended. Calculate the energy stored in spring R when its extension is 8.0 cm. Ep= 1 2 Fx Ep= 1 2 × 56 × 0.08 = 2.24 J 0 20 40 60 80 100 120 Daya, F (N) Force Pemanjangan spring, x (cm) Extension of spring, x 2 4 6 8 10 12 P Q R x (cm) 0 F (N) 5 10 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 9 9/11/2023 2:23:21 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

10 Latihan 11 Menyelesaikan masalah melibatkan daya dan pemanjangan spring Solving problems involving force and extension of spring TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Daya dan Gerakan II. TP 3 Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Daya dan Gerakan II untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksnakan tugasan mudah. TP 6 Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Daya dan Gerakan II dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti, tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ekonomi/budaya masyarakat. 1 Tandakan (✓) pada jawapan yang betul dan (✗) pada jawapan yang salah. TP 1 Mark (✓) the correct answers and (✗) the wrong answer. (a) Spring yang disusun secara sesiri adalah lebih keras daripada spring yang disusun secara selari. Springs that are arranged in series are stiffer than springs that are arranged in parallel. ✗ (b) Daya regangan yang dikenakan ke atas spring yang disusun secara selari dibahagikan sama rata antara spring. The stretching force applied on the springs that are arranged in parallel is divided equally among the springs. ✓ (c) Pemanjangan sistem spring bagi spring yang disusun secara sesiri adalah hasil tambah pemanjangan setiap spring. The extension of the system of springs for the springs that are arranged in series is the sum of the extensions of each spring. ✓ 2 Tiga jenis spring yang serupa disusun seperti yang ditunjukkan dalam rajah di sebelah. Panjang asal bagi satu spring itu ialah 10 cm. Kemudian, spring itu memanjang menjadi 20 cm apabila beban 200 g diletakkan pada spring itu. TP 3 Three similar types of springs are arranged as shown in the diagram on the right. The original length of a spring is 10 cm. Then, the spring extends to 20 cm when a load of 200 g is attached to the spring. Hitung nilai x. Calculate the value of x. Pemanjangan dua spring selari/Extension of two parallel springs = (20 cm –10 cm) ÷ 2 = 5 cm Pemanjangan satu spring/Extension of a spring = 10 cm Nilai x / Value of x = 10 cm + 10 cm + 5 cm + 10 cm = 35 cm Aktiviti Projek Berkumpulan STEM PAK-21 TP 6 200 g x Tajuk: Mengkaji hubungan antara pemanjangan spring, x dengan tenaga keupayaan kenyal, Ep Title: To study the relationship between the extension of a spring, x and the elastic potential energy, Ep Daripada rumus tenaga keupayaan kenyal, Ep= 1 2 Fx, semakin besar pemanjangan spring, x, semakin besar tenaga keupayaan kenyal, Ep. From the elastic potential energy formula, Ep = 1 2 Fx, the greater the extension of a spring, x, the greater the elastic potential energy, Ep. 1 Bahagikan murid-murid kepada beberapa kumpulan. / Divide students into several groups. 2 Berdasarkan pernyataan di atas, murid perlu menghasilkan satu pelancar tuil. Dengan menggunakan model tersebut, rancang satu aktiviti yang dapat menguji hubungan antara pemanjangan spring, x dengan tenaga keupayaan kenyal, Ep yang terhasil. Based on the above statement, students should produce a lever launcher. Using the model, plan an activity that can test the relationship between the extension of a spring, x and the elastic potential energy, Ep produced. Aktiviti PAK-21 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 10 9/11/2023 2:23:22 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

11 1 Rajah 1 menunjukkan suatu objek dalam keadaan pegun apabila daya-daya F1 , F2 , F3 dan F4 dikenakan ke atasnya. Diagram 1 shows an object in a stationary state when the forces F1 , F2 , F3 and F4 are applied on it. F2 F4 F1 F3 Rajah 1/ Diagram 1 Pernyataan yang manakah adalah betul? Which statement is correct? A F1 > F2 C F3 = F4 B F1 < F2 D F4 > F3 2 Rajah 2 menunjukkan dua daya, OP dan OQ yang bertindak ke atas satu titik O. Daya paduan bagi dua daya itu ditentukan dengan menggunakan kaedah segi empat selari, OQRP. Diagram 2 shows two forces, OP and OQ, acting on a point O. The resultant force of the two forces is determined using the parallelogram method, OQRP. Rajah 2/ Diagram 2 Antara yang berikut, yang manakah mewakili daya paduan tersebut? Which of the following represents the resultant force? A PQ C QR B PR D OR 3 Rajah 3 menunjukkan sebuah kereta mainan berjisim 4 kg. Kereta itu ditolak dengan daya 10 N. Daya geseran di antara kereta mainan itu dengan lantai ialah 2 N. Diagram 3 shows a toy car with a mass of 4 kg. The car is pushed with a force of 10 N. The frictional force between the toy car and the floor is 2 N. 2 N 10 N Rajah 3/ Diagram 3 Berapakah pecutan kereta mainan itu? What is the acceleration of the toy car? A 20 m s–2 C 5 m s–2 B 12 m s–2 D 2 m s–2 4 Rajah 4 menunjukkan dua buah bongkah, X dan Y dihubungkan dengan seutas tali melalui sebuah takal. Apabila sistem dilepaskan, bongkah X dan Y bergerak dengan pecutan 4 m s–2. Diagram 4 shows two blocks, X and Y connected by a string through a pulley. When the system is released, blocks X and Y move with an acceleration of 4 m s–2. Rajah 4/ Diagram 4 Hitung daya geseran di antara bongkah X dengan permukaan meja. Calculate the frictional force between block X and the table surface. A 1.00 N C 6.50 N B 5.00 N D 9.43 N 5 Rajah 5 menunjukkan seorang wanita menolak sebuah troli. Diagram 5 shows a woman pushing a trolley. Fx Fy W F Troli Trolley Rajah 5/ Diagram 5 Jumlah daya ke bawah ialah The total downward force is A F y + W B F y + F C F – Fx D F + W P Q R O X Y Takal licin Smooth pulley 3 kg 2 kg Praktis Berformat SPM Kertas 1 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 11 9/11/2023 2:23:22 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

12 6 Rajah 6 menunjukkan sebuah kotak ditarik oleh seorang lelaki. Daya geseran yang bertindak ke atas kotak itu ialah 4.0 N. Diagram 6 shows a box pulled by a man. The frictional force acting on the box is 4.0 N. Rajah 6/ Diagram 6 Berapakah daya paduan mengufuk yang bertindak pada kotak itu? What is the horizontal resultant force acting on the box? A 50.0 N B 40.3 N C 38.3 N D 34.3 N 7 Dua daya, A dan B bertindak pada satu objek di atas suatu satah. Daya paduan, F yang terhasil ialah A – B. Hal ini menunjukkan kedua-dua daya, A dan B bertindak Two forces, A and B act on an object on a plane. The resulting force, F is A – B. It shows that both forces A and B act A dalam arah yang sama. in the same direction. B dalam arah yang bertentangan. in the opposite directions. C pada sudut 90° antara satu sama lain. at an angle of 90° to each other. D pada sudut 120° antara satu sama lain. at an angle of 120° to each other. 8 Rajah 7 menunjukkan Edward sedang menolak sebuah kereta luncur salji. Diagram 7 shows Edward pushing a sledge. Rajah 7/ Diagram 7 Antara yang berikut, yang manakah menunjukkan arah komponen mengufuk, Fx dan arah komponen menegak, F y bagi satu daya, F? Which of the following shows the directions of the horizontal component, Fx and the vertical component, Fy of the force, F? A C B D 9 Antara situasi berikut, yang manakah menunjukkan daya dalam keseimbangan? Which of the following situations shows the forces in equilibrium? A Sebiji epal jatuh dari pokok An apple falls from a tree B Sebuah poster digantung pada dinding A poster is hung on the wall C Sebuah kapal sedang berlayar di lautan A ship is sailing in the ocean D Sebuah kapal terbang baru sahaja berlepas dari landasan A plane has just taken off from the runway 10 Suatu objek berada dalam keseimbangan daya apabila semua daya yang bertindak ke atasnya akan menghasilkan An object is in equilibrium of forces when the forces acting on the object will produce A halaju yang berkurang. a decreasing velocity. B halaju yang bertambah. an increasing velocity. C nyahpecutan. a deceleration. D daya paduan sifar. a zero resultant force. 11 Rajah 8 menunjukkan sebuah pasu bunga berjisim 2 kg digantung pada sebatang tiang. Diagram 8 shows a flowerpot with a mass of 2 kg hanging on a pole. Rajah 8/ Diagram 8 Hitung tegangan tali, T. Calculate the tension of the string, T. A 11.54 N C 20.00 N B 19.62 N D 40.00 N 40o 4.0 N 2.0 kg 50 N F Fx Fy Fx Fy Fx Fy Fy Fx 30o T T Pasu bunga Flowerpot Tali String Tiang Pole m = 2 kg 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 12 9/11/2023 2:23:22 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

13 12 Rajah 9 menunjukkan sebuah kotak dalam keadaan pegun di atas satu satah condong. Diagram 9 shows a box in a stationary state on an inclined plane. W 40° R Fx Rajah 9/ Diagram 9 Antara rajah berikut, yang manakah ialah segi tiga daya bagi daya-daya yang bertindak ke atas kotak tersebut? Which of the following diagrams is the triangle of forces for the forces acting on the box? A C B D 13 Rajah 10 menunjukkan hubungan antara daya dengan pemanjangan spring X dan Y. Diagram 10 shows the relationship between the force and the extension of the springs X and Y. Daya Force Pemanjangan spring Extension of the spring Y X Rajah 10/ Diagram 10 Perbandingan manakah antara spring X dengan Y adalah betul? Which comparison between springs X and Y is correct? A Spring X lebih keras daripada spring Y Spring X is more stiff than spring Y B Panjang asal spring X lebih besar daripada panjang asal spring Y The original length of spring X is longer than the original length of spring Y C Untuk meregang 1 cm, kerja yang dilakukan ke atas spring X lebih kecil daripada spring Y To stretch 1 cm, work done on spring X is less than on spring Y D Nilai pemalar spring X adalah lebih kecil daripada spring Y The value of the spring constant for spring X is smaller than that of spring Y 14 Rajah 11 menunjukkan tiga susunan spring, P, Q dan R. Semua spring yang digunakan adalah serupa. Diagram 11 shows three arrangement of springs, P, Q and R. All the springs used are identical. 1 kg 1 kg 1 kg P Q R Rajah 11/ Diagram 11 Perbandingan manakah betul bagi pemanjangan sistem spring itu apabila beban 1 kg digantung pada setiap susunan spring? Which comparison of the extension of the spring system is correct when a load of 1 kg is hung on each of the arrangments of spring? A P > Q > R B P > R > Q C R > Q > P D R > P > Q 15 Rajah 12 menunjukkan seorang budak lelaki menunggang kuda berspring di taman permainan. Diagram 12 shows a boy riding a spring horse at a playground. Rajah 12/ Diagram 12 Antara yang berikut, yang manakah pengubahsuaian yang tidak sesuai dilakukan pada spring jika seorang budak lelaki yang lebih berat menunggang di atas kuda berspring itu? Which of the following modifications is not suitable to be made to the spring if a heavier boy rides on the spring horse? A Kecilkan diameter spring Decrease the diameter of spring B Tambahkan panjang spring Increase the length of spring C Tambahkan diameter dawai spring Increase the diameter of spring wire D Gunakan spring keluli dan bukannya spring kuprum Use steel spring instead of copper spring Kuda berspring Spring horse Spring 40° R W Fx 40° R W Fx 40° R W Fx 40° R W Fx 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 13 9/11/2023 2:23:23 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

14 Kertas 2 Bahagian A 1 Rajah 1 menunjukkan seorang lelaki menarik sebuah peti besi berjisim 10 kg dengan daya, F = 800 N. Daya geseran di antara peti besi dengan lantai ialah 50 N. Tali ditarik pada sudut 40° dengan komponen mengufuk, Fx. Diagram 1 shows a man pulling an iron chest with a mass of 10 kg and a force, F = 800 N. The frictional force between the iron chest and the floor is 50 N. The rope is pulled at an angle of 40° to the horizontal component, Fx . Rajah 1/ Diagram 1 (a) Nyatakan maksud daya paduan. State the meaning of resultant force. [Apa] Daya tunggal yang mewakili jumlah vektor bagi dua atau lebih daya yang bertindak ke atas suatu objek. [What] A single force that represents the vector sum of two or more forces acting on an object. [1 markah/mark] (b) Hitung komponen mengufuk, Fx dalam Rajah 1. Calculate the horizontal component, Fx in Diagram 1. Fx = F kos/cos θ = 800 kos/cos 40° = 612.84 N [2 markah/marks] (c) Hitung pecutan, a peti tersebut. Calculate the acceleration, a of the chest. Fx – 50 = ma 612.84 – 50 = 10a a = 56.28 m s–2 [2 markah/marks] 2 Rajah 2 menunjukkan sebiji bola kristal hiasan disokong oleh sebatang rod besi ringan dan seutas dawai dari dinding tegak sebuah bangunan. Rod besi itu dipasang secara mengufuk. Diagram 2 shows an ornamental crystal ball supported by a light iron rod and a wire from the vertical wall of a building. The iron rod is fixed horizontally. Dinding Wall Bola kristal Crystal ball Dawai Wire Rod besi Iron rod 30° T W Rajah 2/ Diagram 2 (a) (i) Berapakah bilangan daya yang bertindak ke atas bola kristal itu? How many forces are acting on the crystal ball? 3 [1 markah/mark] (ii) Tanda dan labelkan semua daya yang bertindak ke atas bola kristal dalam Rajah 2. Mark and label all the forces acting on the crystal ball in Diagram 2. [3 markah/marks] 40o Fx 10 kg 800 N 50 N 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 14 9/11/2023 2:23:23 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

15 (b) Hitung daya yang bertindak ke atas bola kristal jika jisim bola kristal itu ialah 50 kg. Calculate the value of the force acting on the crystal ball if the mass of the crystall ball is 50 kg. W = mg = 50(9.81) = 490.5 N T sin 30° = W T kos/cos 30° + F = 0 T sin 30° = 490.5 981 kos/cos 30° = –F T = 981 N F = –849.57 N (arah bertentangan/opposite direction) [2 markah/marks] 3 Rajah 3 menunjukkan buaian spring meregang apabila seorang bayi tidur di dalam buaian itu. Diagram 3 shows the spring of a cradle stretching when a baby sleeps in the cradle. Spring Bayi Baby Rajah 3/ Diagram 3 (a) Nyatakan hukum fizik yang terlibat berdasarkan Rajah 3. State the physics law involved based on Diagram 3. Hukum Hooke/ Hooke's law [1 markah/mark] (b) Terangkan hukum fizik yang anda nyatakan di 3(a). Explain the physics law that you have stated in 3(a). Pemanjangan spring berkadar terus dengan daya jika tidak melebihi had kenyal spring itu. The extension of a spring is directly proportional to the force if the elastic limit of the spring is not exceeded. [1 markah/mark] (c) Jadual 1 menunjukkan ciri-ciri bagi tiga jenis spring, K, L dan M. Table 1 shows the characteristics of three types of springs, K, L and M. Spring Spring Pemalar spring Spring constant Ketumpatan / Density (kg m–3) Had kenyal /Elastic limit (N) K Rendah Low 4 250 25 L Tinggi High 7 460 42 M Tinggi High 2 500 50 Jadual 1/ Table 1 Berdasarkan Jadual 1, nyatakan ciri-ciri spring yang sesuai digunakan supaya buaian dapat berayun pada frekuensi yang sesuai. Beri sebab bagi kesesuaian ciri-ciri itu. Based on Table 1, state the suitable characteristics of the spring used, so that the cradle can oscillate at a suitable frequency. Give reasons for the suitability of the characteristics. (i) Pemalar spring/Spring constant Tinggi/ High Sebab/Reason Spring lebih keras// Boleh menahan daya/ berat yang lebih besar Spring is stiffer// Can withstand bigger force/ weight [2 markah/marks] 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 15 9/11/2023 2:23:23 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

16 (ii) Ketumpatan/Density Rendah/ Low Sebab/Reason Lebih ringan/ Lighter [2 markah/marks] (iii) Had kenyal/Elastic limit Tinggi/ High Sebab/Reason Boleh menahan daya/ berat yang lebih besar// Tahan lebih lama Can withstand bigger force/ weight// Last longer [2 markah/marks] (d) Berdasarkan jawapan anda di 3(c), pilih spring yang paling sesuai digunakan untuk buaian itu. Based on your answer in 3(c), choose the most suitable spring to be used for the cradle. C [1 markah/mark] Bahagian B 4 Rajah 4 menunjukkan sebuah kapal kargo ditarik oleh dua buah kapal tunda dengan daya yang sama. Daya paduan yang terhasil menyebabkan kapal kargo itu bergerak ke hadapan. Diagram 4 shows a cargo ship being pulled by two tug boats with the same force. The resultant force produced causes the cargo ship to move forwards. Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 F = 1 200 N F = 1 200 N 40o Rajah 4/ Diagram 4 (a) Apakah yang dimaksudkan dengan daya paduan? What is meant by resultant force? [1 markah/mark] (b) Berdasarkan rajah di atas, Based on the diagram above, (i) lakarkan leraian daya bagi kapal tunda 1 kepada komponen mengufuk dan komponen menegak. sketch the resolution of force for tug boat 1 into the horizontal component and vertical component. [1 markah/mark] (ii) hitung magnitud bagi komponen mengufuk, Fx bagi kapal tunda 1. calculate the magnitude of the horizontal component, Fx of the tug boat 1. [2 markah/marks] (iii) hitung daya paduan yang bertindak ke atas kapal kargo itu. calculate the resultant force acting on the cargo ship. [2 markah/marks] (c) Terangkan mengapa sebuah kapal kargo mematikan enjinnya beberapa kilometer dari pelabuhan dan kemudiannya ditunda ke pelabuhan. Explain why a cargo ship has to turn off its engine a few kilometres from the harbour and then be towed to the harbour. [4 markah/marks] 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 16 9/11/2023 2:23:23 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

17 (d) Jadual 2 menunjukkan empat kaedah, P, Q, R dan S untuk menarik sebuah kapal kargo ke pelabuhan. Table 2 shows four methods P, Q, R and S to pull a cargo ship to the harbour. Kaedah P Method P Kaedah Q Method Q Kaedah R Method R Kaedah S Method S Jadual 2 / Table 2 Kaji keempat-empat kaedah tersebut. Anda dikehendaki menentukan kaedah yang paling sesuai untuk menarik kapal kargo tersebut berdasarkan aspek-aspek berikut: Study all the four methods. You are required to determine the most suitable method to pull the cargo ship based on the following aspects: (i) Sudut antara kabel/Angle between the cables (ii) Bentuk kapal tunda/Shape of the tug boats (iii) Jenis kabel yang digunakan/Type of cable used (iv) Kekenyalan kabel yang digunakan/Elasticity of the cable used Terangkan kesesuaian aspek-aspek itu dan tentukan kaedah yang paling sesuai untuk menarik kapal kargo ke pelabuhan. Beri sebab untuk pilihan anda. Explain the suitability of the aspects and determine the most suitable method to pull the cargo ship. Give reasons for your choice. [10 markah/marks] Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel keluli tak kenyal Inelastic steel cable 40o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel nilon tak kenyal Inelastic nylon cable 50o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel keluli tak kenyal Inelastic steel cable 50o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel nilon kenyal Elastic nylon cable 30o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel keluli tak kenyal Inelastic steel cable 40o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel nilon tak kenyal Inelastic nylon cable 50o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel keluli tak kenyal Inelastic steel cable 50o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel nilon kenyal Elastic nylon cable 30o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel keluli tak kenyal Inelastic steel cable 40o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel nilon tak kenyal Inelastic nylon cable 50o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel keluli tak kenyal Inelastic steel cable 50o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel nilon kenyal Elastic nylon cable 30o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel keluli tak kenyal Inelastic steel cable 40o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel nilon tak kenyal Inelastic nylon cable 50o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel keluli tak kenyal Inelastic steel cable 50o F F Kapal kargo Cargo ship Kapal tunda 1 Tug boat 1 Kapal tunda 2 Tug boat 2 Kabel nilon kenyal Elastic nylon cable 30o F F 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 17 9/11/2023 2:23:23 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

18 Jawapan/ Answers: 4 (a) [Apa] Satu daya tunggal yang mewakili jumlah dua atau lebih daya yang bertindak ke atas suatu objek. [What] A single force which represents the sum of two or more forces acting on an object. (b) (i) (ii) Fx = F kos/cos 20° = 1 200 kos/cos 20° = 1 127.63 N (iii) Daya paduan/Resultant force, F = 2F kos/cos 20° = 2 × 1 127.63 = 2 255.26 N (c) [Mengapa/Why] 1 Kapal masih bergerak ke hadapan walaupun enjin sudah berhenti. The ship still moves forwards although the engine has stopped. 2 Ini disebabkan oleh inersia./This is because of inertia. 3 Daya geseran di antara air dengan kapal adalah rendah dan kapal tidak dapat berhenti dengan sendirinya. The frictional force between water and the ship is low and the ship cannot stop on its own. 4 Kapal perlu ditunda dengan kelajuan yang sangat rendah supaya dapat berhenti sepenuhnya apabila sampai ke pelabuhan. The ship has to be towed at a very low speed so that it is able to stop completely when it reaches it berth. (d) Aspek/ Aspect Sebab/ Reason (i) Sudut kecil Small angle Menghasilkan daya paduan yang lebih besar Produce bigger resultant force (ii) Aerodinamik Aerodynamic Mengurangkan geseran Reduce resistance (iii) Kabel keluli Steel cable Kuat/mampu menahan tegangan yang tinggi Strong/able to withstand high tension (iv) Kabel tak kenyal Inelastic cable Menghasilkan daya yang seimbang semasa menarik kapal kargo Produce equilibrium force while pulling the cargo ship Kaedah P dipilih. Sudut kecil, bentuk kapal aerodinamik, kabel keluli dan kabel tak kenyal. Method P is chosen. Small angle, aerodynamic shape, steel cable and inelastic cable. Kapal tunda 1 Tug boat 1 Fy Fx 20° F 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 18 9/11/2023 2:23:23 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

19 Bahagian C 5 Rajah 5.1(a) dan 5.1(b) menunjukkan dua spring dengan ketebalan dawai yang sama digunakan sebagai penyerap hentakan sebuah kereta. Graf dalam Rajah 5.2(a) dan 5.2(b) menunjukkan had kenyal bagi setiap spring. Diagrams 5.1(a) and 5.1(b) show two springs with the same wire thickness used as shock absorbers of a car. Graphs in Diagrams 5.2(a) and 5.2(b) show the elastic limit of each spring. Rajah 5.1(a)/ Diagram 5.1(a) Rajah 5.2(a)/ Diagram 5.2(a) Rajah 5.1(b)/ Diagram 5.1(b) Rajah 5.2(b)/ Diagram 5.2(b) (a) Apakah yang dimaksudkan dengan had kenyal? What is meant by elastic limit? [1 markah/mark] (b) (i) Berdasarkan Rajah 5.1(a) dan 5.1(b), bandingkan diameter spring dan ketebalan dawai spring. Seterusnya, bandingkan kecerunan graf dalam Rajah 5.2(a) dan 5.2(b). Based on Diagrams 5.1(a) and 5.1(b), compare the diameter of springs and the thickness of spring wires. Then, compare the gradient of graphs in Diagrams 5.2(a) and 5.2(b). [2 markah/marks] (ii) Nyatakan hubungan antara kecerunan graf dengan diameter spring untuk membuat satu deduksi yang menghubungkaitkan kecerunan graf dengan kekerasan spring. State the relationship between the gradient of graph and the diameter of spring to make a deduction that relates the gradient of graph to the stiffness of spring. [3 markah/marks] (c) Rajah 5.3 menunjukkan bahagian belakang sebuah motosikal. Diagram 5.3 shows the rear end of a motorcycle. Rajah 5.3/ Diagram 5.3 2 4 6 8 1 2 3 4 F (N) x (cm) Had kenyal Elastic limit 0 Rajah 5.1(a) Rajah 5.2(a) 2 4 6 8 1 2 3 4 F (N) x (cm) Had kenyal Elastic limit 0 Rajah 5.1(b) Rajah 5.2(b) 2 4 6 8 1 2 3 4 F (N) x (cm) Had kenyal Elastic limit 0 Rajah 5.1(a) Rajah 5.2(a) 2 4 6 8 1 2 3 4 F (N) x (cm) Had kenyal Elastic limit 0 Rajah 5.1(b) Rajah 5.2(b) 2 4 6 8 1 2 3 4 F (N) x (cm) Had kenyal Elastic limit 0 Rajah 5.1(a) Rajah 5.2(a) 2 4 6 8 1 2 3 4 F (N) x (cm) Had kenyal Elastic limit 0 Rajah 5.1(b) Rajah 5.2(b) 2 4 6 8 1 2 3 4 F (N) x (cm) Had kenyal Elastic limit 0 Rajah 5.1(a) Rajah 5.2(a) 2 4 6 8 1 2 3 4 F (N) x (cm) Had kenyal Elastic limit 0 Rajah 5.1(b) Rajah 5.2(b) 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 19 9/11/2023 2:23:23 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

20 Terangkan mengapa motosikal memerlukan spring dengan dawai yang tebal dan diameter spring yang kecil untuk membawa beban yang berat. Explain why the motorcycle requires springs with thick wire and a small spring diameter to carry heavy loads. [4 markah/marks] (d) Rajah 5.4 menunjukkan seorang budak lelaki melompat di atas trampolin. Diagram 5.4 shows a boy jumping on a trampoline. Kerangka Frame Pelapik pelantun Bouncer Tiang Pole Rajah 5.4/ Diagram 5.4 Sebagai seorang pereka peralatan sukan, anda ditugaskan untuk mereka bentuk sebuah trampolin yang akan digunakan di kawasan permainan kanak-kanak di sebuah pusat membelibelah yang baharu. Reka bentuk anda hendaklah mengambil kira aspek-aspek berikut: As a sports equipment designer, you are given the task of designing a trampoline that will be used in the children’s play area in a new shopping mall. Your design should consider the following aspects: (i) Jenis bahan pelapik dan kekuatannya Material of bouncer sheet and its strength (ii) Bilangan tiang Number of poles (iii) Ciri keselamatan Safety feature Tentukan ciri bagi setiap aspek dan beri sebab untuk pilihan anda. Determine the characteristic of each aspect and give reasons for your choice. [10 markah/marks] Jawapan/ Answers: 5 (a) [Apa] Had kenyal ialah daya maksimum yang boleh dikenakan ke atas spring selagi ia boleh kembali kepada panjang asal apabila daya yang dikenakan dialihkan. [Why] The elastic limit is the maximum force that can be applied to the spring as long as it can return to its original length when the applied force is removed. (b) (i) – Diameter spring dalam Rajah 5.1(a) > Rajah 5.1(b). Diameter of spring in Diagram 5.1(a) > Diagram 5.1(b). – Ketebalan dawai spring dalam Rajah 5.1 (a) = Rajah 5.1(b). Thickness of spring wire in Diagram 5.1(a) = Diagram 5.1(b). – Kecerunan graf dalam Rajah 5.2(b) > Rajah 5.2(a). Gradient of graph in Diagram 5.2(b) > Diagram 5.2(a). (ii) – Semakin berkurang diameter spring, semakin bertambah kecerunan graf. The smaller the diameter of spring, the larger the gradient of graph. – Semakin bertambah kecerunan graf, semakin bertambah kekerasan spring. The larger the gradient of graph, the greater the spring stiffness. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 20 9/11/2023 2:23:24 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

21 (c) [Mengapa/Why] 1 Motosikal memerlukan dawai spring yang tebal dan diameter spring yang kecil supaya nilai pemalar spring adalah besar. Motorcycles need thick spring wires and small spring diameters so that the value of the spring constant is large. 2 Semakin bertambah nilai pemalar spring, semakin bertambah kekerasan spring. The higher the value of the spring constant, the greater the spring stiffness. 3 Semakin bertambah kekerasan spring, semakin bertambah berat beban yang dapat ditampung. The greater the stiffness of the spring, the greater the weight of the load that can be carried. 4 Maka, apabila mampatan spring adalah kecil, tenaga keupayaan kenyal, Ep juga adalah kecil. Thus, when the spring compression is small, the elastic potential energy, Ep is also small. (d) [Apa/What, Mengapa/Why] Aspek/ Aspect Sebab/ Reason Bahan sintetik Synthetic material Tidak mudah koyak Not easily torn Bahan pelapik kuat Strong bouncer sheet Dapat menampung beban yang berat Can withstand heavy weight Tiang banyak Many poles Lebih stabil More stable Spring dipasang pelapik keselamatan Spring mounted with safety liner Elak kecederaan semasa melompat Avoid injury during jumping Jaring keselamatan mengelilingi trampolin Safety net surrounding the trampoline Pelompat tidak akan tercampak keluar dari kawasan lompatan The jumper will not be thrown out of the jump area 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 21 9/11/2023 2:23:24 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

22 Bab 2 Tekanan Pressure Tema: Mekanik Newton Revisi Pantas 2.1 Tekanan Cecair Pressure in Liquids 1 Tekanan di dasar cecair adalah disebabkan oleh berat cecair tersebut. The pressure at the base of a liquid column is caused by the weight of the liquid column. 2 Menerbitkan formula P = hρg daripada formula P = F A dan ρ = m v . To derive formulae P = hρg from formulae P = F A and ρ = m v . Sebuah akuarium yang diisi dengan cecair mempunyai kedalaman, h dan luas tapak, A seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah. Diberi isi padu cecair ialah V dan ketumpatannya ialah ρ. An aquarium filled with liquid has a depth of h and a surface area of A. Given that the volume of the liquid is V and its density is ρ. h A 3 Tekanan cecair tidak bergantung pada jisim, isi padu dan luas permukaan air. Liquid pressure does not depend on its mass, volume and surface area. 4 Tekanan cecair bergantung pada kedalaman dan ketumpatan cecair. Liquid pressure depends on the depth of liquid and the density of liquid. 1 Bumi dikelilingi oleh lapisan udara yang tebal yang dikenali sebagai atmosfera. The Earth is surrounded by a thick layer of air known as the atmosphere. 2 Lapisan udara yang berat mengenakan tekanan ke atas permukaan Bumi dan semua objek di dalamnya. Tekanan ini dikenali sebagai tekanan atmosfera. The weight of a layer of air exerts pressure on the Earth as well as all objects on its surface. This pressure is known as atmospheric pressure. 3 Tekanan atmosfera pada aras laut adalah bersamaan dengan: The atmospheric pressure at sea level is equivalent to: Patm = 1.01 × 105 N m-2 = 1.01 × 105 Pa = 76 cm Hg = 760 mm Hg = 10.3 m air/water 4 Bilangan molekul udara berkurang dengan pertambahan altitud, maka tekanan atmosfera pada altitud tinggi adalah lebih rendah. The number of air molecules decreases with increases in altitude, hence the atmospheric pressure at high altitude is lower. 2.3 Tekanan Gas Gas Pressure 1 Tekanan gas ialah daya per unit luas yang dikenakan oleh zarah gas di dalam bekas tertutup apabila zarah gas berlanggar dengan dinding di dalam bekas. Gas pressure is the force per unit area exerted by gas particles in a closed container as they collide with the inner wall of the container. 2 Tekanan gas boleh diukur dengan menggunakan manometer. Gas pressure can be measured using a manometer. Pgas Gas h A B Patm Merkuri Mercury Tekanan di A = Tekanan di B Pressure at A Pressure at B Pgas = Patm + PHg = Patm + hρg Pgas > Patm Tekanan/Pressure Definisi/Definition Unit S.I./S.I. unit 1 Pa = 1 N m–2 = 1 kg m–1 s–2 N m–2 atau/or Pa Daya per unit luas Force per unit area Formula: Formulae: P = F A Isi padu cecair/Volume of liquid, V = Ah Daya pada dasar cecair, F = Berat cecair, W Force at liquid base, F = Weight of liquid, W Tekanan di dasar cecair/ Pressure at the base of liquid, P = Ahρg A = hρg Berat cecair/Weight of liquid, W = mg = Ahρg Jisim cecair/Mass of liquid, m = Vρ = Ahρ i-THINK Peta Pokok 2.2 Tekanan Atmosfera Atmospheric Pressure 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 22 9/11/2023 2:23:24 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

23 2.4 Prinsip Pascal Pascal’s Principle 1 Prinsip Pascal menyatakan bahawa tekanan yang dikenakan ke atas bendalir tertutup akan dipindahkan secara seragam ke semua arah dalam bendalir itu. Pascal’s principle states that the pressure applied on an enclosed fluid is transmitted uniformly in all directions in the fluid. 2 Dalam sistem hidraulik, tekanan dipindahkan melalui paip yang diisikan dengan cecair hidraulik. In a hydraulic system, pressure is transmitted through pipes filled with hydraulic fluid. 3 Sistem hidraulik dikenali sebagai sistem pengganda daya. Sistem ini menyebabkan daya yang bertindak ke atas omboh kecil menghasilkan daya yang lebih besar ke atas omboh besar. A hydraulic system is known as a force multiplier. This system causes the force acting on the small piston to produce a larger force on the large piston. 4 Formula yang digunakan dalam prinsip Pascal ialah: The formula used in Pascal's principle is: dengan keadaan/where F1 = Daya input/Input force F2 = Daya output/Output force A1 = Luas permukaan input Input surface area A2 = Luas permukaan output Output surface area 5 Ciri-ciri bendalir hidraulik: The characteristics of hydraulic fluids: • Takat didih yang tinggi/High boiling point • Kadar penyejatan yang rendah/Low rate of evaporation • Ketumpatan yang rendah/Low density • Kesan pengaratan yang rendah/Low rusting effect • Tidak boleh dimampatkan/Incompressible • Tidak menghasilkan gelembung/Does not form bubbles 6 Contoh aplikasi prinsip Pascal dalam kehidupan harian ialah brek hidraulik dan jek hidraulik. The examples of the application of Pascal’s principle in daily life are hydraulic brakes and hydraulic jacks. 2.5 Prinsip Archimedes Archimedes’ Principle 1 Daya apungan ialah daya yang bertindak ke atas apabila terdapat perbezaan tekanan di antara permukaan atas dengan permukaan bawah suatu jasad yang terendam di dalam suatu cecair. A buoyant force is the upward force acting on a body immersed in a liquid due to the pressure difference between the lower surface and the upper surface of the body. F1 F2 h1 h2 Permukaan atas Upper surface Permukaan bawah Lower surface F1 A1 = F2 A2 2 Prinsip Archimedes menyatakan bahawa jasad yang terendam sebahagian atau sepenuhnya di dalam suatu bendalir mengalami daya apungan yang sama dengan berat bendalir yang disesarkan. Archimedes’ principle states that a body that is partially or fully immersed in a fluid will experience a buoyant force equal to the weight of the fluid displaced. 0 5 10 15 20 25 30 0 5 10 15 20 25 30 Aras air yang asal Original water level Air disesarkan Water displaced N N Berat sebenar Actual weight W0 = 25 N Berat batu di dalam air Weight of stone in water W1 = 15 N Berat ketara/Apparent weight = W0 –W1 = 25 N – 15 N = Berat air disesarkan/Weight of water displaced = Daya apungan/Buoyant force, FB Maka, daya apungan yang dialami oleh batu ialah 10 N. Hence, the buoyant force experienced by the stone is 10 N. 2.6 Prinsip Bernoulli Bernoulli’s Principle 1 Prinsip Bernoulli menyatakan bahawa apabila halaju bendalir bertambah, tekanan dalam bendalir akan berkurang dan sebaliknya. Bernoulli’s principle states that when the velocity of a fluid increases, the pressure in the fluid decreases and vice versa. 2 Aliran udara dengan halaju yang tinggi menghasilkan kawasan bertekanan rendah dan sebaliknya. The flow of air at high velocity produces a low-pressure region and vice versa. 3 Perbezaan tekanan ini menghasilkan daya yang bertindak dari kawasan bertekanan tinggi ke kawasan bertekanan rendah. This difference in pressure produces a force that acts from the higher pressure region towards the lower pressure region. 4 Contoh aplikasi prinsip Bernoulli dalam kehidupan harian ialah sepakan bola yang melengkung dan pergerakan kereta lumba yang berbentuk aerodinamik. The examples of the application of Bernoulli's principle in daily life are curved path of a football and the movement of an aerodynamic racing car. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 23 9/11/2023 2:23:24 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

24 Praktis PBD 2.1 Tekanan Cecair/Pressure in Liquids Latihan 1 Faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan cecair/Factors affecting liquid pressure TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai tekanan. TP 2 Memahami tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Nyatakan tiga faktor yang mempengaruhi tekanan cecair dalam peta buih berikut. TP 1 State three factors that affect pressure in liquid in the following bubble map. Faktorfaktor yang mempengaruhi tekanan cecair Factors that affect pressure in liquid 2 Gariskan jawapan yang betul tentang faktor-faktor yang mempengaruhi tekanan cecair. TP 2 Underline the correct answers about the factors that affect pressure in liquid. (a) Kedalaman cecair/ Depth of liquid: Tekanan cecair berkadar (terus / songsang) dengan kedalaman cecair. Pressure in liquid is (directly / inversely) proportional to the depth of the liquid. (b) Ketumpatan cecair/ Density of liquid: Tekanan cecair berkadar (terus / songsang) dengan ketumpatan cecair. Pressure in liquid is (directly / inversely) proportional to the density of the liquid. (c) Pecutan graviti/ Gravitational acceleration: Tekanan cecair berkadar (terus / songsang) dengan pecutan graviti. Pressure in liquid is (directly / inversely) proportional to the gravitational acceleration. 3 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul berdasarkan ciri-ciri tekanan cecair. TP 3 Fill in the blanks with the correct words based on the characteristics of pressure in liquid. Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https://www.youtube.com/ watch?v=RcNqv0dm2lA untuk menonton video tentang kesan tekanan pada sebuah empangan. Video i-THINK Peta Buih (a) Tekanan dalam cecair pada satu titik bertindak pada semua arah . The pressure at a point in a liquid acts in all directions. Cecair Liquid Video Kedalaman cecair Depth of liquid (a) Ketumpatan cecair Density of liquid (b) Pecutan graviti Gravitational acceleration (c) 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 24 9/11/2023 2:23:24 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

25 (b) Titik pada kedalaman yang sama, iaitu P, Q dan R mempunyai tekanan yang sama . Points at the same depth P, Q and R have the same pressure. P Q R Bentuk turus Shape of column Cecair Liquid (c) Luas keratan rentas dan bentuk turus tidak mempengaruhi tekanan cecair. Ketinggian aras air dalam bentuk turus yang berbeza adalah sama. Maka, tekanan di titik P, Q dan R adalah sama . The cross-sectional area and the shapes of the column does not affect pressure in liquids. The height of water levels in the different columns is the same. Hence, the pressure at points P, Q and R is the same . Latihan 2 Menyelesaikan masalah yang melibatkan tekanan cecair Solving problems involving pressure in liquids TP 2 Memahami tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. 1 Cecair Y dan cecair Z masing-masing dengan ketumpatan, ρ1 dan ρ2 diisi ke dalam sebatang tiub-U. Tekanan atmosfera yang bertindak ke atas kedua-dua cecair itu ialah PA. Terbitkan rumus yang menghubungkan ρ1 dan ρ2 . TP 2 Liquid Y and liquid Z with densities of ρ1 and ρ2 respectively are filled into a U-tube. The atmospheric pressure acting on both liquids is PA. Derive the formula that relates ρ1 and ρ2 . h1 h2 A B PA PB Cecair Z Liquid Z Cecair Y Liquid Y Titik A dan titik B berada pada aras yang sama. Maka, tekanan cecair di titik A dan titik B adalah sama. Point A and point B are at the same level. Hence, the pressure in liquid at point A and point B is the same. Tekanan di titik A = Tekanan di titik B Pressure at point A Pressure at point B PA + h1 ρ1 g = PB + h2 ρ2 g h1 ρ1 g = h2ρ2 g h1 ρ1 = h2 ρ2 2 Rajah di bawah menunjukkan sebatang tiub-U yang mengandungi alkohol dan minyak masak. The diagram below shows a U-tube containing alcohol and cooking oil. TP 3 KBAT Mengaplikasi Diberi ketumpatan alkohol ialah 1.2 g cm-3. Hitung ketumpatan minyak masak. Given the density of alcohol is 1.2 g cm-3. Calculate the density of cooking oil. h1 ρ1 = h2 ρ2 (5)(1.2) = (8)(ρ2 ) ρ2 = 0.75 g cm-3 Alkohol Alcohol Minyak masak Cooking oil 8 cm 5 cm 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 25 9/11/2023 2:23:25 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

26 3 Rajah di bawah menunjukkan sistem bekalan air ke rumah Encik Hassan yang terletak di Bukit Rimau. TP 4 KBAT Menganalisis The diagram below shows the water supply system to Encik Hassan’s house located at Bukit Rimau. Tangki simpanan tidak menerima bekalan air yang mencukupi daripada tangki utama. Jelaskan situasi tersebut. The storage tank cannot get an adequate water supply from the main tank. Explain the situation. Aras air di dalam tangki simpanan adalah sama dengan aras air di dalam tangki utama. Tekanan air dalam kedua-dua tangki adalah sama, maka air tidak mengalir dari tangki utama ke tangki simpanan. The water level in the storage tank is equal to the water level in the main tank. The pressure of the water in both tanks is the same. Hence, the water will not flow from the main tank to the storage tank. 4 Rajah (a) dan Rajah (b) menunjukkan dua buah bekas yang serupa masing-masing berisi cecair R dan cecair S. Didapati cecair R dan cecair S memancut keluar melalui lubang pada jarak mengufuk, d. TP 2 TP 3 Diagram (a) and Diagram (b) show two identical containers filled with liquid R and liquid S respectively. It is found that liquid R and liquid S spurt out through a hole at a horizontal distance, d. Cecair R Liquid R Lubang Hole 30 cm Cecair S Liquid S Lubang Hole 30 cm Jarak pancutan, d Spurt distance, d Jarak pancutan, d Spurt distance, d (a) (b) (a) Lengkapkan perbandingan dalam jadual di bawah berdasarkan rajah di atas. Complete the comparison in the table below based on the diagram above. Rajah (a) Diagram (a) Rajah (b) Diagram (b) (i) Kedalaman lubang dari permukaan cecair The depth of the hole from the surface of the liquid Sama Same Sama Same (ii) Jarak pancutan cecair, d dari lubang The spurt distance, d of water from the hole Dekat Near Jauh Far (iii) Ketumpatan cecair Density of water Kurang tumpat Less dense Lebih tumpat More dense (b) (i) Apabila ketumpatan cecair (bertambah/berkurang), jarak pancutan cecair akan (bertambah/kekal sama). When the density of liquid (increases/decreases), the spurt distance of water will (increase/remain the same). (ii) Apabila ketumpatan cecair (berubah/berkurang), tekanan cecair akan (bertambah/ berkurang). When the density of liquid (changes/decreases), the pressure in liquids will (increase/decrease). . (c) Hitung tekanan cecair R pada lubang tersebut. [Ketumpatan cecair R = 800 kg m-3] Calculate the pressure in liquid R at the hole. [Density of liquid R = 800 kg m-3] P = hρg = (0.3)(800)(9.81) = 2 354.4 Pa Tangki utama Main tank Tangki simpanan Storage tank Rumah Encik Hassan Encik Hassan’s house 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 26 9/11/2023 2:23:25 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

27 Latihan 3 Aplikasi tekanan cecair dalam kehidupan/Applications of pressure in liquids in our lives TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul. TP 4 Fill in the blanks with the correct words. (a) Tangki air/ Water tank Kedudukan tangki air yang lebih tinggi daripada bumbung rumah akan menghasilkan tekanan yang tinggi pada pili air di dalam rumah. The position of the water tank that is higher than the roof of the house, will produce high pressure at the water taps in the house. (b) Empangan/ Dam Tekanan air di dasar empangan bertambah apabila kedalaman air bertambah. Dinding lebar di dasar empangan dibina untuk mengelakkan empangan daripada pecah akibat tekanan air yang tinggi . Water pressure at the base of the dam increases when the depth of water increases. The thicker wall at the base of the dam is built to prevent the dam from breaking under high pressure of water. (c) Kapal selam/ Submarine Dinding kapal selam diperbuat daripada bahan yang tebal dan kuat untuk menahan tekanan yang tinggi pada kedalaman air yang tinggi . The wall of the submarine is made from a thick and strong material to withstand high pressure at greater/high depth. (d) Beg cecair intravena Intravenous liquid bag Kedudukan beg cecair intravena yang lebih tinggi daripada badan pesakit menghasilkan tekanan yang membolehkan cecair intravena ditolak masuk ke dalam badan pesakit. The position of intravenous liquid that is higher than the body of the patient produced a pressure that enable the liquid to push into the body of the patient. (e) Sifon/ Siphon (i) Tekanan di A adalah sama dengan tekanan atmosfera. The pressure at A is equal to the atmospheric pressure. (ii) Turus BC adalah separa vakum . Column BC is a partial vacuum . (iii) Tekanan di D = Patm + tekanan air di turus CD . Pressure at D = Patm + water pressure at column CD . (iv) Tekanan atmosfera yang lebih tinggi menolak air memasuki turus BC. Higher atmospheric pressure forced the water to enter column BC. (v) Air mengalir keluar melalui D yang berada pada kedudukan yang lebih rendah dari B. Water flows out through D which is at the lower position from B. Dinding tebal di dasar Thick wall at the base Dinding lebar Thick wall Rumah House A B C D h Air mengalir keluar Water flows out Air mengalir keluar Water flows out 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 27 9/11/2023 2:23:27 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

28 2.2 Tekanan Atmosfera/Atmospheric Pressure Latihan 4 Konsep tekanan atmosfera/Concept of atmospheric pressure TP 1 Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai tekanan. TP 2 Memahami tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul. TP 1 TP 2 Fill in the blanks with the correct words. (a) Tekanan atmosfera ialah tekanan yang disebabkan oleh berat molekul udara yang bertindak pada permukaan bumi. The atmospheric pressure is the pressure due to the weight of air molecules acting on the surface of the earth. (b) Tekanan atmosfera bertindak pada semua arah dengan magnitud yang sama . The atmospheric pressure acts in all directions with the same magnitude. (c) Tekanan atmosfera berubah mengikut altitud objek di atas aras laut. The atmospheric pressure changes with the altitude of objects above sea level. 2 Hitung tekanan udara terperangkap dalam unit cm Hg bagi setiap situasi berikut. TP 2 Calculate the pressure of the trapped air in cm Hg for each of the following situations. [Patm = 76 cm Hg] (a) Pudara/air= Patm + PHg Pudara/air= 76 + 15 = 91 cm Hg (b) Pudara/air = Patm – PHg Pudara/air = 76 – 15 = 61 cm Hg (c) Pudara/air = Patm = 76 cm Hg Latihan 5 Mengukur tekanan atmosfera/Measuring atmospheric pressure TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul tentang alat untuk mengukur tekanan atmosfera. Fill in the blanks with the correct words about the apparatus to measure the atmospheric pressure. (a) Barometer Fortin/ Fortin Barometer (i) Nilai tekanan atmosfera ditentukan oleh perubahan pada ketinggian turus merkuri. The value of atmospheric pressure is determined by changes in the height of the mercury column. (ii) Bersaiz besar dan tidak mudah alih . Larger in size and not portable . (iii) Masa yang panjang diperlukan untuk memberi bacaan tekanan atmosfera. Takes longer time to give the reading of atmospheric pressure. (iv) Kejituan alat yang tinggi . Higher accuracy. (v) Kebiasaannya digunakan di pusat kaji cuaca . Usually used at meteorological centres . TP 3 Merkuri Mercury Udara terperangkap Trapped air Merkuri Mercury Udara terperangkap Trapped air Udara terperangkap Trapped air Merkuri Mercury 15 cm 15 cm 15 cm Merkuri Mercury Udara terperangkap Trapped air Merkuri Mercury Udara terperangkap Trapped air Udara terperangkap Trapped air Merkuri Mercury 15 cm 15 cm 15 cm Merkuri Mercury Udara terperangkap Trapped air Merkuri Mercury Udara terperangkap Trapped air Udara terperangkap Trapped air Merkuri Mercury 15 cm 15 cm 15 cm Lapisan atmosfera terdiri daripada molekul-molekul udara Atmospheric layer consists of air molecules Skala vernier Vernier scale Skala milimeter Milimetre scale Skru pelaras skala vernier Vernier scale adjustment screw Tiub kaca berisi merkuri Merkuri Glass tube containing mercury Mercury Penunjuk gading Ivory pointer Kaca Glass Beg kulit Leather bag Skru pelaras aras merkuri Mercury level adjustment screw Tiub pelindung loyang Protective brass tube 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 28 9/11/2023 2:23:27 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

29 (b) Barometer Aneroid/Aneroid Barometer (i) Nilai tekanan atmosfera ditentukan oleh perubahan pada isi padu kotak logam separa vakum. The value of atmospheric pressure is determined by changes in the volume of semi-vacuum metal box. (ii) Kotak tersebut mengembang dan isi padunya bertambah apabila tekanan atmosfera berkurang. The box expands and its volume increases when the atmospheric pressure decreases. (iii) Kotak tersebut mengecut dan isi padunya berkurang apabila tekanan atmosfera bertambah. The box contracts and its volume decreases when the atmospheric pressure increases. (iv) Pergerakan kecil kotak dibesarkan oleh sistem tuas yang disambung kepada penunjuk skala. A slight movement of the box is magnified by a lever system connected to a scale pointer. (v) Bersaiz kecil dan mudah alih ./Smaller in size and portable . (vi) Memberi bacaan tekanan atmosfera dengan segera . Give a reading of atmospheric pressure immediately . (vii) Kejituan alat yang rendah ./ Lower accuracy. (viii) Sesuai digunakan di rumah, kapal laut dan kapal terbang. Suitable to be used at homes, ships and aeroplanes. (ix) Digunakan sebagai altimeter oleh para pendaki gunung untuk menentukan altitud. Used as an altimeter by mountaineers to determine the altitude. (c) Barometer Merkuri Ringkas/ Simple Mercury Barometer (i) Tekanan atmosfera yang bertindak ke atas permukaan merkuri dalam bekas menyokong turus merkuri. The atmospheric pressure acting on the surface of mercury in the container supports the mercury column. (ii) Ketinggian turus merkuri bergantung pada magnitud tekanan atmosfera . The height of mercury column depends on the magnitude of the atmospheric pressure . (iii) Ruang vakum di atas turus merkuri tidak mengenakan tekanan ke atas merkuri. Vacuum space above the mercury column does not exerts any pressure on mercury. (iv) Ketinggian turus merkuri, h: The height of mercury column, h: Tidak berubah apabila Remain unchanged when Berkurang apabila Decreases when 1. diameter tiub kaca bertambah atau berkurang . the diameter of glass tube increases or decreases . 1. ruang vakum di atas turus merkuri dipenuhkan dengan gas. the vacuum space above mercury column is filled with gas. Penunjuk Pointer Gelendong Spindle Tuas Levers Kebuk logam separa vakum Semi-vacuum metal box Penunjuk Pointer Rantai Chain Tuas Levers Kotak logam separa vakum Semi-vacuum metal box Spring logam Metal spring Ruang vakum Vacuum space h = 76 cm Patm Patm 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 29 9/11/2023 2:23:27 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

30 Tidak berubah apabila Remain unchanged when Berkurang apabila Decreases when 2. tiub kaca dalam bekas ditinggikan atau direndahkan . the glass tube in the container is lifted or lowered . 2. barometer dibawa ke atas puncak gunung . the barometer is brought to the peak of a mountain . 3. tiub kaca dalam bekas dicondongkan . the glass tube in the container is tilted . Bertambah apabila/ Increases when 1. barometer direndamkan secara perlahan ke dalam air. the barometer is slowly submerged in water. 4. isi padu merkuri dalam bekas bertambah atau berkurang . the volume of mercury in the container increases or decreases . Latihan 6 Menyelesaikan masalah dalam kehidupan harian yang melibatkan pelbagai unit tekanan Solving problems in daily life involving various units of pressure TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. 1 Rajah di sebelah menunjukkan susunan radas yang digunakan untuk menentukan tekanan atmosfera di dalam makmal. Panjang tiub kaca ialah 100 cm dan tekanan atmosfera di dalam makmal ialah 76 cm Hg. TP 3 TP 4 KBAT Mengaplikasi, Menganalisis The diagram on the right shows an arrangement of apparatus that is used to determine the atmospheric pressure in a laboratory. The length of the glass tube is 100 cm and the atmospheric pressure in the lab is 76 cm Hg. (a) Apakah nilai h? Tandakan (✓) pada jawapan yang betul. What is the value of h? Mark (✓) the correct answer. (i) 70 cm Hg (ii) 76 cm Hg ✓ (b) Hitung tekanan pada titik J dan K dalam unit Pa. Calculate the pressure at points J and K in Pa. [Ketumpatan/Density of Hg, ρ = 1.36 × 104 kg m-3, g = 9.81 m s-2]. Titik/Point J = 76 cm Hg = 0.76 m Hg P = hρg = 0.76 × 1.36 × 104 × 9.81 = 1.01 × 105 Pa Titik/Point K = 76 cm Hg + 15 cm Hg = 91 cm Hg = 0.91 m Hg P = hρg = 0.91 × 1.36 × 104 × 9.81 = 1.21 × 105 Pa Tiub kaca Glass tube Vakum Vaccum Merkuri Mercury Bekas Container 9 cm h 15 cm 15 cm J K 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 30 9/11/2023 2:23:28 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

31 (c) Tulis BENAR atau SALAH bagi setiap pernyataan di bawah Write TRUE or FALSE for each of statement below. (i) Nilai h akan berubah jika tiub kaca diturunkan ke dalam bekas sedalam 10 cm. The value of h will change if the glass tube is lowered in the container at a depth of 10 cm. SALAH FALSE (ii) Nilai h tidak berubah jika tiub kaca dinaikkan sebanyak 5 cm. The value of h unchange if the glass tube is lifted at a height of 5 cm. BENAR TRUE (iii) Nilai h akan berkurang jika radas diletakkan di puncak gunung. The value of h will decrease if the apparatus is placed on top of a mountain. BENAR TRUE (iv) Nilai h akan bertambah jika terdapat titisan air di dalam vakum. The value of h will increase if there are water drops in vaccum. SALAH FALSE Latihan 7 Kesan tekanan atmosfera ke atas objek pada altitud berlainan Effects of atmospheric pressure on objects at different altitude TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul. TP 3 Fill in the blanks with the correct words. (a) Adaptasi/Adaptations (i) Kapal selam dibina dengan dinding yang tebal untuk menahan tekanan yang tinggi pada kedalaman yang tinggi . Submarine is built with thick wall to withstand high pressure at a greater depth. (ii) Penyelam memakai pakaian khas untuk melindungi badan mereka daripada tekanan yang tinggi di dasar laut. Divers wear special suits to protect their bodies from high pressure at the seabed. (b) Pada altitud tinggi/At higher altitude (i) Ketumpatan dan suhu udara adalah lebih rendah . The density and the temperature of air is lower . (ii) Maka, kekerapan perlanggaran molekul udara adalah lebih rendah dan pergerakan molekul udara adalah lebih perlahan . Hence, the frequency of collision of air molecules is lower and the air molecules moves slower . (iii) Kesannya, tekanan atmosfera adalah lebih rendah . As the results, the atmospheric pressure is lower . (c) Di bawah aras laut/ Below sea level (i) Tekanan yang dikenakan ke atas objek di dalam air:/Pressure exerted on an object in the water: 1. Tekanan atmosfera/Atmospheric pressure 2. Tekanan air/Water pressure (ii) Jumlah tekanan yang bertindak ke atas objek di dalam air ialah: Total pressure acts on an object in the water is: P = Patm + hρg (iii) Tekanan yang dikenakan ke atas objek bertambah apabila kedalaman objek bertambah . Pressure exerted on an object increases when the depth of the object increases . Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https://www.youtube.com/ watch?v=_cj8AtODiHc untuk menonton video tentang kesan tekanan terhadap badan manusia. Video Video 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 31 9/11/2023 2:23:28 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

32 2.3 Tekanan Gas/Gas Pressure Latihan 8 Konsep tekanan gas/Concept of gas pressure TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul tentang teori kinetik gas. TP 3 Fill in the blanks with the correct words about the kinetic theory of gas. (a) Zarah-zarah gas bergerak secara rawak . Gas particles move randomly . (b) Zarah-zarah gas berlanggar dengan dinding dalam bekas tertutup. Gas particles collide with the inner wall of a closed container. (c) Daya per unit luas yang dikenakan oleh zarah-zarah gas pada dinding bekas dikenali sebagai tekanan gas . Force per unit area exerted by gas particles on the inner wall of the container is known as gas pressure . Zarah gas Gas particles Bekas tertutup Closed container 2 Rajah di bawah menunjukkan satu aktiviti untuk menentukan tekanan gas menggunakan manometer air. The diagram below shows an activity to determine the gas pressure using a water manometer. 0 1 2 345 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 cm Tolak Push Tiub getah Rubber tube Picagari plastik Plastic syringe Manometer Air berwarna Coloured water h Jadual di bawah menunjukkan keputusan aktiviti tersebut. Hitung tekanan udara di dalam picagari dalam unit m H2 O. TP 3 The table below shows the result of the activity. Calculate the air pressure in the syringe in m H2 O. [Patm = 10.3 m H2 O, Tekanan udara/ Air pressure P = Patm + h] Bacaan pada picagari Reading on the syringe V (ml) Ketinggian Height h (m) Tekanan udara Air pressure P (m H2 O) 8 0.08 10.38 7 0.12 10.42 6 0.16 10.46 5 0.20 10.50 4 0.24 10.54 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 32 9/11/2023 2:23:28 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

33 3 Isi tempat kosong dengan jawapan yang betul. TP 3 Fill in the blanks with the correct answers. (a) (i) Pgas = Patm (ii) Bandingkan tekanan gas dengan tekanan atmosfera. Compare gas pressure with atmospheric pressure. Pgas= Patm (b) (i) Pgas = Patm – h (ii) Bandingkan tekanan gas dengan tekanan atmosfera. Compare gas pressure with atmospheric pressure. Pgas< Patm (c) (i) Pgas = Patm + h (ii) Bandingkan tekanan gas dengan tekanan atmosfera. Compare gas pressure with atmospheric pressure. Pgas> Patm Gas Tekanan atmosfera Atmospheric pressure Gas Tekanan atmosfera Atmospheric pressure h Gas Tekanan atmosfera Atmospheric pressure h Latihan 9 Menyelesaikan masalah dalam kehidupan harian yang melibatkan tekanan gas Solving problems in daily life involving gas pressure TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Rajah di sebelah menunjukkan sebuah manometer merkuri yang disambung kepada sebuah tangki gas termampat. TP 3 The diagram on the right shows a mercury manometer connected to a compressed gas tank. [Patm = 76 cm Hg, g = 9.81 m s-2, ρHg = 1.36 × 104 kg m-3] (a) Hitung tekanan gas termampat dalam unit Calculate the pressure of the compressed gas in (i) cm Hg (ii) Pa Pgas = 40 + 76 Pgas = 1.36 × 104 × 9.81 × 1.16 = 116 cm Hg = 1.55 × 105 Pa (b) Adakah jawapan anda di (a) berubah jika diameter tiub kaca manometer yang lebih besar digunakan? Will your answer in (a) change if a glass tube with a larger diameter is used? Tidak//Tidak berubah/ No// Unchanged Gas 40 cm Patm 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 33 9/11/2023 2:23:28 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

34 F1 F2 A1 A2 Omboh input Input piston Omboh output Output piston Bendalir hidraulik Hydraulic fluid (a) Daya input , F1 dikenakan ke atas omboh input. Input force , F1 is applied on the input piston. Tekanan P1 dihasilkan di permukaan A1 . Pressure P1 is produced on the surface of A1 . (b) Tekanan dipindahkan secara seragam ke seluruh bahagian bendalir hidraulik. Pressure is transmitted uniformly throughout the hydraulic fluid. (c) Tekanan yang sama bertindak ke atas permukaan A2 (P1 = P2 ). The same pressure acts on the surface of A2 (P1 = P2 ). (d) Daya output , F2 bertindak ke atas omboh output. Output force , F2 acts on the output piston. 2.4 Prinsip Pascal/Pascal’s Principle Latihan 10 Sistem hidraulik sebagai satu sistem pengganda daya/Hydraulic system as a force multiplier TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Isi tempat kosong dengan jawapan yang betul. TP 3 Fill in the blanks with the correct answers. Latihan 11 Aplikasi prinsip pascal/Applications of Pascal's principle TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Isi tempat kosong dengan jawapan yang betul. TP 3 Fill in the blanks with the correct answers. (a) Sistem Brek Hidraulik Hydraulic Brake System (i) Apabila pemandu menekan pedal brek, daya akan bertindak pada pedal brek. When the driver presses on the brake pedal, a force will acts on it. (ii) Daya bertindak ke atas omboh kecil pada silinder utama . Force acts on the small piston in the master cylinder . Cakera brek Brake disc Pelapik brek Brake pad Pedal brek Brake pedal Silinder utama Master cylinder Kasut brek Break shoe Silinder hamba Slave cylinder Spring Gelendung brek Brake drum Bendalir brek Brake fluid 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 34 9/11/2023 2:23:29 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

35 (iii) Tekanan tinggi dikenakan pada bendalir brek pada silinder utama. Tekanan ini dipindahkan secara seragam melalui bendalir brek ke silinder hamba di semua roda. High pressure exerted on the brake fluid in the master cylinder. This pressure is transmitted uniformly throughout the brake fluid to the slave cylinder of all wheels. (iv) Daya yang besar terhasil pada omboh besar di pelapik brek . A large force is produced at the large piston in the brake pad . (v) Pelapik brek menekan cakera brek untuk memperlahankan atau memberhentikan roda. The brake pad presses on the brake disc to slow down or stop the wheels. (vi) Apabila brek pedal dilepaskan, spring memaksa omboh besar kembali ke kedudukan asal. Bendalir brek mengalir semula ke dalam silinder utama . When the pedal brake was released, the spring forced the large piston to return to its original position. The brake fluid flows back into the master cylinder . (b) Jek Hidraulik Hydraulic Jack Omboh besar Large piston Omboh kecil Small piston Silinder utama Master cylinder Silinder hamba Slave cylinder Pemegang Handle Tangki Tank Bendalir hidraulik Hydraulic fluid Injap pelepas Release valve Injap A Valve A Injap B Valve B (i) Apabila pemegang ditolak ke bawah , daya bertindak ke atas omboh kecil pada silinder utama. Injap A dibuka dan injap B ditutup . Where the handle is pushed downwards , force acts on the small piston in the master cylinder. Valve A is opened and valve B is closed . (ii) Tekanan dikenakan pada silinder utama dan disebarkan secara seragam melalui bendalir hidraulik. Pressure exerted on the master cylinder and transmitted uniformly throughout the hydraulic fluid. (iii) Daya yang besar dihasilkan pada silinder hamba dan menolak omboh besar ke atas . A large force is produced at the slave piston and pushes the large piston upwards . (iv) Apabila injap pelepas dibuka , bendalir mengalir semula ke dalam tangki dan omboh besar diturunkan semula ke kedudukan asal. When the release valve is opened , the fluid flows back into the tank and the large piston is lowered back to its original position. (v) Pemegang perlu ditekan berulang kali untuk mengangkat kereta pada kedudukan yang lebih tinggi. The handle needs to be pushed up and down repeatedly to lift the car at a higher position. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 35 9/11/2023 2:23:29 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

36 Latihan 12 Menyelesaikan masalah dalam kehidupan harian yang melibatkan prinsip Pascal Solving problems in daily life involving Pascal’s principle TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. TP 6 Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai tekanan dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat. 1 Sebuah sistem hidraulik ringkas mempunyai omboh X dan omboh Y dengan luas keratan rentas masingmasing ialah 4 cm2 dan 50 cm2 . Apabila daya 30 N dikenakan ke atas omboh X, omboh itu akan bergerak ke bawah sejauh 25 cm. A simple hydraulic system has piston X and piston Y with crosssectional areas of 4 cm2 and 50 cm2 respectively. When a force of 30 N is applied to piston X, the piston will move down by 25 cm. (a) Tentukan/Determine TP 3 (i) tekanan yang dipindahkan oleh bendalir. the pressure transmitted by the fluid. P = F A = 30 N 4 cm2 = 7.5 N cm-2 (ii) daya, F2 yang bertindak ke atas omboh Y. the force, F2 acting on piston Y. F1 A1 = F2 A2 30 4 = F2 50 F2 = 375 N (iii) jarak omboh Y digerakkan ke atas. the distance moved up by piston Y. A1 h1 = A2 h2 (4)(25) = (50)(h2 ) h2 = 2 cm (iv) faktor penggandaan. the multiplying factor. A2 A1 = 50 4 = 12.5 (b) Apakah yang akan berlaku kepada daya, F2 jika luas keratan rentas omboh Y bertambah? Berikan sebab. TP 4 KBAT Menganalisis What will happen to the force, F2 when the cross-sectional area of piston Y increases? Give the reason. Daya, F2 bertambah . Daya, F berkadar terus dengan luas, A. (F = PA) Force, F2 increases . Force, F is directly proportional to the area, A. (F = PA) 30 N F2 Luas, A1 = 4 cm2 Area, A1 Luas, A2 = 50 cm2 Area, A2 Beban Load Omboh Y Piston Y Omboh X Piston X Bendalir Fluid Silinder kecil Small cylinder Silinder besar Large cylinder Aktiviti PAK-21 Aktiviti Projek Pasukan STEM PAK-21 TP 6 Tujuan: Mereka cipta kerusi rawatan gigi daripada bahan terpakai menggunakan aplikasi hidraulik Aim: To create a dental chair from recycle materials using hydraulic applications. Tempoh/Duration: 3 minggu/3 weeks Kedudukan kerusi rawatan gigi boleh dilaraskan mengikut ketinggian pesakit. Penyandarnya boleh ditegakkan atau dicondongkan. The position of the dental chair can be adjusted according to the patient’s height. The seat can be straightened or tilted. 1 Bahagikan murid-murid kepada beberapa kumpulan./Divide students into several groups. 2 Cari maklumat berkaitan perkara di atas daripada pelbagai sumber. Search for information on the above matter from various sources. 3 Persembahkan model kerusi rawatan gigi dalam bentuk multimedia di hadapan kelas. Present the dental chair model in a multimedia presentation in front of the class. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 36 9/11/2023 2:23:29 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

37 2.5 Prinsip Archimedes/Archimedes’ Principle Latihan 13 Konsep daya apungan/Concept of buoyant force TP 2 Memahami Tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Lengkapkan maklumat berikut dengan jawapan yang betul tentang konsep daya apungan. TP 2 Complete the following information with the correct answers about the concept of bouyant force. Permukaan atas Top surface Permukaan bawah Bottom surface h1 h2 F1 F2 (c) Daya paduan, F (ke atas) Resultant force, F (upwards) = F2 – F1 = h2 ρgA - h1 ρgA = ρA (h2 – h1 ) g = ρAhg = ρVg (d) Daya paduan ini dikenali sebagai daya apungan , FB. This resultant force is known as buoyant force , FB. (a) Tekanan pada permukaan atas, Pressure on the top surface, P1 = h1 ρg Daya yang bertindak di permukaan atas, /Force acting on the top surface, F1 = P1 A = h1 ρgA (b) Tekanan pada permukaan bawah, Pressure on the bottom surface, P2 = h2 ρg Daya yang bertindak di permukaan bawah, Force acting on the bottom surface, F2 = P2 A = h2 ρgA 2 Lengkapkan jadual di bawah tentang keadaan keapungan suatu objek di dalam bendalir. TP 3 Complete the table below about the state of floatation of an object in a fluid. Keadaan keapungan suatu objek di dalam bendalir State of floatation of an object in a fluid (a) (b) (c) (i) Persamaan/Equation: W = FB (i) Persamaan/Equation: W > FB (i) Persamaan/Equation: W < FB (ii) Daya paduan = 0 Resultant force = 0 (ii) Daya paduan bertindak ke bawah Resultant force acting downwards (ii) Daya paduan bertindak ke atas Resultant force acting upwards (iii)Objek dalam keseimbangan daya Object in balanced forces (iii)Objek dalam ketidakseimbangan daya Object in unbalanced forces (iii)Objek dalam ketidakseimbangan daya Object in unbalanced force (iv)Objek terapung dalam keadaan pegun Floating object is in stationary state (iv)Objek bergerak ke bawah dengan pecutan, a Object moves downwards with an acceleration, a (iv)Objek bergerak ke atas dengan pecutan, a Object moves upwards with an acceleration, a W FB FB W W a W FB a FB W FB FB W W a W FB a FB W FB FB W W a W FB a FB 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 37 9/11/2023 2:23:29 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

38 Latihan 14 Aplikasi prinsip Archimedes dalam kehidupan Applications of Archimedes’ principle in daily life TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul. TP 4 Fill in the blanks with the correct words. (a) Kapal selam Submarine FB = W FB = W FB < W Tangki balast kosong Empty ballast tank Separuh tangki balast dipenuhi air Ballast tank partially filled with water Seluruh tangki balast dipenuhi air Ballast tank fully filled with water Tangki balast berperanan mengawal kedudukan dan kedalaman kapal selam dari permukaan laut. A ballast tank is used to control the position and depth of submarine from the surface of the sea. Kapal selam terapung di permukaan laut A submarine floats on the surface of the sea (i) Daya apungan sama dengan berat kapal selam. The buoyant force is equal to the weight of the submarine. (ii) Ketumpatan kapal selam adalah rendah daripada ketumpatan air laut. The density of submarine is less than the density of seawater. Kapal selam terapung di dalam air laut A submarine floats in the seawater (i) Sebahagian tangki balast dipenuhi air. The ballast tank is partially filled with water. (ii) Daya apungan sama dengan berat kapal selam. The buoyant force is equal to the weight of the submarine. (iii) Ketumpatan kapal selam adalah sama dengan ketumpatan air laut. The density of the submarine is equal to that of seawater. Kapal selam tenggelam /A submarine submerged (i) Seluruh tangki balast dipenuhi air. The ballast tank is fully filled with water. (ii) Daya apungan lebih rendah daripada berat kapal selam. The buoyant force is lower than the weight of the submarine. (iii) Ketumpatan kapal selam lebih tinggi daripada ketumpatan air laut. The density of the submarine is higher than that of seawater. (b) Belon udara panas Hot air balloon Daya apungan Buoyant force Berat belon Weight of balloon Pembakar Burner Tali injap payung terjun Rope of parachute valve (i) Apabila pembakar dinyalakan , udara di dalam belon dipanaskan. Ketumpatan udara di dalam belon menjadi lebih rendah daripada udara di luar belon. When the burner ignites , the air inside the balloon is heated up. The density of air inside the balloon becomes lower than that outside the balloon. (ii) Berat belon menjadi lebih rendah daripada daya apungan, maka belon naik ke atas. The weight of the balloon becomes lower than the buoyant force, hence the balloon rises . (iii) Apabila pembakar dimatikan dan tali injap payung terjun ditarik, udara panas dilepaskan . When the burner is turned off and the rope of the parachute valve is pulled, the hot air is released . 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 38 9/11/2023 2:23:30 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

39 (iv) Berat belon menjadi lebih tinggi daripada daya apungan, maka belon turun ke bawah. The weight of the balloon became higher than the buoyant force, hence the balloon went down . (c) Kapal laut dan garis Plimsoll Ship and Plimsoll line TF F T S W WNA Petunjuk/ Keywords: TF - F - T - S - W - WNA - Air tawar tropika Tropical fresh water Air tawar Fresh water Air laut tropika Tropical seawater Air laut musim panas Summer seawater Air laut musim sejuk Winter seawater Air laut musim sejuk Atlantik Utara Winter North Atlantic seawater (i) Kapal laut terapung di permukaan laut kerana daya apungan yang bertindak ke atas kapal sama dengan berat kapal. Ships float on the sea surface because the buoyant force acting on the ships is equal to its weight. (ii) Daya apungan = Berat kapal = Berat air disesarkan Buoyant force = Weight of ship = Weight of water displaced (iii) Garis Plimsoll menunjukkan kedalaman maksimum kapal untuk belayar dengan selamat di laut yang mempunyai ketumpatan yang berbeza. The Plimsoll line indicates the maximum depth for the ship to sail safely in different densities of water. (iv) Ketumpatan air tawar lebih rendah daripada ketumpatan air laut. Maka, kapal tenggelam lebih dalam di air tawar. The density of fresh water is lower than the density of seawater. Hence, the ship sinks deeper in fresh water. (d) Hidrometer/ Hydrometer Pemberat plumbum Lead shot 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 Bacaan hidrometer Hydrometer reading 0.90 1.00 1.10 1.20 1.30 Bacaan hidrometer Hydrometer reading Cecair berketumpatan rendah Low density liquid Cecair berketumpatan tinggi High density liquid (i) Hidrometer ialah alat yang digunakan untuk mengukur ketumpatan cecair. A hydometer is an instrument used to measure the density of liquid. (ii) Apabila hidrometer dalam keadaan pegun di dalam cecair, berat cecair yang disesarkan adalah sama dengan berat hidrometer tersebut. When a hydrometer is stationary in a liquid, the weight of the liquid displaced is equal to the weight of the hydrometer. (iii) Sebahagian besar hidrometer akan tenggelam dan akan menyesarkan isi padu cecair yang besar apabila berada di dalam cecair berketumpatan rendah . Most of the hydrometer will immerse and displace a large volume of liquid when it is in a low density liquid. (iv) Sebahagian kecil hidrometer akan tenggelam dan akan menyesarkan isi padu cecair yang kecil apabila berada di dalam cecair berketumpatan tinggi . A small part of the hydrometer will immerse and displace a small volume of liquid when it is in a high density liquid. (v) Hidrometer digunakan di kilang pembuatan susu untuk menguji kecairan susu. A hydrometer is used in milk manufacturing factories to test the dilution of milk. 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 39 9/11/2023 2:23:30 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

40 Latihan 15 Menyelesaikan masalah yang melibatkan prinsip Archimedes dan keapungan Solving problems involving Archimedes’ principle and buoyancy TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. TP 4 Menganalisis pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. Jawab soalan-soalan berikut. Answer the following questions. 1 Sebatang tiub kaca berjisim 0.012 kg dengan luas keratan rentas 4 × 10-4 m2 diisi dengan beberapa butir plumbum supaya tiub kaca terapung tegak di dalam bikar berisi air. TP 3 [Ketumpatan air = 1 000 kg m-3, g = 9.81 m s-1] A glass tube of mass 0.012 kg and a cross-sectional area of 4 × 10-4 m2 , is filled with some lead shots so that it is made vertical in a beaker containing water. [Density of water = 1 000 kg m-3, g = 9.81 m s-1] Hitung Calculate (a) isi padu air yang disesarkan. the volume of water displaced. V = Ah = (4 × 10-4)(0.08) = 3.2 × 10-5 m3 (b) berat air yang disesarkan. the weight of water displaced. W = ρVg = (1 000)(3.2 × 10-5)(9.81) = 0.314 N (c) daya apungan. the buoyant force. Daya apungan = Berat air yang disesarkan Buoyant force Weight of water displaced = 0.314 N (d) jisim butir-butir plumbum dalam tiub kaca. the mass of lead shots in the glass tube. Daya apungan = Wt Buoyant force + Wpb 0.314 = (0.012 × 9.81) + Wpb Wpb = 0.196 Maka, jisim butir-butir plumbum Hence, mass of lead shot = 0.196 9.81 = 0.02 kg 2 Rajah di bawah menunjukkan sebuah kapal selam yang terapung pegun di permukaan laut. TP 4 The diagram below shows a submarine floating stationary on the surface of the sea. (a) Jisim kapal selam tersebut ialah 1.5 × 107 kg. [Ketumpatan air laut = 1.08 × 103 kg m-3, g = 9.81, m s-2] The mass of the submarine is 1.5 × 107 kg. [Density of seawater = 1.08 × 103 kg m-3, g = 9.81 m s-2] Hitung Calculate (i) daya apungan yang bertindak ke atas kapal selam, the buoyant force acting on the submarine, Daya apungan = Berat kapal selam Buoyant force Weight of submarine FB = mg = 1.5 × 107 × 9.81 = 1.47 × 108 N (ii) isi padu air laut yang tersesar. the volume of seawater displaced. Daya apungan = Berat air yang disesarkan Buoyant force Weight of water displaced FB = ρVg 1.47 × 108 = 1.08 × 103 × V × 9.81 V = 1.455 × 104 m3 (b) Apabila air diisi ke dalam tangki balast, kapal selam tersebut tenggelam ke dalam laut. Beri satu sebab mengapa kapal selam itu tenggelam. When water is filled into the ballast tank, the submarine submerges into the sea. Give one reason why the submarine submerged. Berat/Weight > Daya apungan/Buoyant force 8 cm Tiub kaca Glass tube Butir-butir plumbum Lead shots Air Water 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 40 9/11/2023 2:23:30 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

41 2.6 Prinsip Bernoulli/Bernoulli’s Principle Latihan 16 Konsep prinsip Bernoulli/Concept of Bernoulli’s principle TP 2 Memahami Tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. 1 Isi tempat kosong dengan perkataan yang betul. TP 2 Fill in the blanks with the correct words. (a) (b) D C (i) A: • Kawasan halaju udara tinggi Region of high air velocity • Tekanan rendah Low pressure (ii) B: • Kawasan halaju udara rendah Region of low air velocity • Tekanan tinggi High pressure (i) C: • Kawasan halaju udara tinggi Region of high air velocity • Tekanan rendah Low pressure (ii) D: Belon ditolak rapat antara satu sama lain. Balloons are pushed closer to each other. (c) Dari pili air From water tap Klip ditutup Clip closed Ke singki To the sink X Y Z A B C (d) Dari pili air From water tap X Y Z A B C Ke singki To the sink (i) Air tidak mengalir. Water does not flow. (ii) Ketinggian turus air di tiub X, Y dan Z: The heights of the water columns in tube X, Y and Z: X = Y = Z (iii) Tekanan di A, B dan C: The pressure at A, B and C: PA = PB = PC (i) Air mengalir dari A ke C. Water flows from A to C. (ii) Halaju air di A, B dan C: Velocity of water at A, B and C: vA < vC < vB (iii) Tekanan di tiub X, Y dan Z: The pressure at X, Y and Z: Px > Pz > P y A B 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 41 9/11/2023 2:23:31 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

42 Latihan 17 Penghasilan daya angkat/Production of lift force TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Lengkapkan maklumat berikut dengan perkataan yang betul tentang daya angkat. TP 3 Complete the following information with the correct words about lift force. (a) Aerofoil/ Aerofoil Daya angkat terhasil akibat perbezaan tekanan Lift force produced due to Daya angkat terhasil pressure difference akibat sudut serang Lift force produced due to attack angle Halaju udara tinggi, tekanan rendah High air velocity, Halaju udara rendah, tekanan tinggi low pressure Low air velocity, high pressure Sudut serang Angle of attack Udara mengalir melalui aerofoil Air flow through the aerofoil (b) Bola pingpong/ Ping pong ball Udara Air Tiub silikon Silicon tube Corong turas Filter funnel Kawasan tekanan rendah Region of low pressure Kawasan tekanan tinggi Region of high pressure Bola pingpong Ping pong ball Daya angkat Lift force (i) Bentuk aerofoil pada sayap kapal terbang menyebabkan udara mengalir pada halaju yang berbeza di bahagian atas dan di bahagian bawah sayap. The aerofoil shape of the wing of an aeroplane causes air to flow at different velocities on the top section and the bottom section. (ii) Menurut prinsip Bernoulli, halaju udara yang tinggi di bahagian atas sayap menghasilkan kawasan bertekanan rendah , manakala halaju udara yang rendah di bahagian bawah sayap menghasilkan kawasan bertekanan tinggi . According to Bernoulli’s principle, the higher air velocity at the top section produces a region of low pressure, while the lower air velocity at the bottom section produces a region of high pressure. (iii)Perbezaan tekanan ini menghasilkan satu daya angkat pada kapal terbang. This difference in pressure produces a lift force on the aeroplane. (iv)Pada sudut serang tertentu, aerofoil mengenakan satu daya ke atas aliran udara. At a certain angle of attack , the aerofoil exerts a force on the air flow. (v) Menurut Hukum Gerakan Newton Ketiga, daya angkat pada kapal terbang juga dipengaruhi oleh satu daya tindak balas yang bertindak ke atas sayap kapal terbang. According to Newton’s Third Law of Motion, a lift force on the aeroplane is affected by a reaction force that acts on the wing of the aeroplane. (i) Apabila udara ditiup dengan kuat ke dalam tiub silikon, udara akan mengalir dengan halaju yang tinggi di atas bola pingpong dan menghasilkan kawasan bertekanan rendah . When the air is blown strongly into the silicon tube, it will flow at a high velocity above the ping pong ball and produce a low pressure area. (ii) Tekanan di bahagian bawah bola pingpong adalah tinggi . The pressure below the ping pong ball is high . (iii)Perbezaan antara tekanan tinggi di bahagian bawah bola pingpong dan tekanan rendah di bahagian atas bola pingpong menghasilkan daya paduan ke atas dan mengangkat bola pingpong. The difference between the high pressure below the ping pong ball and the low pressure above the ping pong ball produces a resultant force upwards and lifts the ping pong ball. Untuk tujuan pembelajaran Imbas kod QR atau layari https://www.youtube.com/ watch?v=eKEorBipbO8 untuk menonton demonstrasi tentang prinsip Bernoulli. Video Video 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 42 9/11/2023 2:23:31 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

43 Latihan 18 Aplikasi prinsip Bernoulli/Applications of Bernoulli’s principle TP 3 Mengaplikasi pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. 1 Gariskan jawapan yang betul tentang aplikasi prinsip Bernoulli di bawah. TP 3 Underline the correct answers about the applications of Bernoulli's principle below. (a) Kereta lumba/ Racing car ❶, ❹ : Udara mengalir dengan halaju yang rendah dan menghasilkan kawasan bertekanan (tinggi, rendah). Air flows with low velocity and produces a region of (high, low) pressure. ❷, ❺ : Udara mengalir dengan halaju yang tinggi dan menghasilkan kawasan bertekanan (tinggi, rendah). Air flows with high velocity and produces a region of (high, low) pressure. ❸, ❻ : Daya bertindak ke bawah dan memberikan (kestabilan, ketidakstabilan) kepada kereta lumba. Downward force gives (stability, instability) to the racing car. (b) Penunu Bunsen/ Bunsen burner ❶ : Gas butana mengalir keluar dengan halaju yang (tinggi, rendah) dari muncung sempit. Butane gas flows out with (high, low) velocity from the narrow outlet. ❷ : Kawasan bertekanan (tinggi, rendah). Region of (high, low) pressure. ❸ : Udara di sekeliling mengalir masuk dan bercampur dengan gas butana. The surrounding air flows in and mixes with butane gas. (c) Laluan bola yang melengkung Curved path of football ❶ : Arah bola yang berputar di bahagian atas bola adalah (sama, berbeza) dengan arah aliran udara. Udara bergerak dengan halaju yang tinggi dan menghasilkan kawasan bertekanan rendah. The direction of spinning ball at the top is the (same, different) as the direction of the air. Air moves with high velocity and produces a region of low pressure. ❷ : Arah bola yang berputar di bahagian bawah bola adalah (sama, berlawanan) dengan arah aliran udara. Udara bergerak dengan halaju yang rendah dan menghasilkan kawasan bertekanan tinggi. The direction of spinning ball at the bottom is (same, opposite) to the direction of the air. Air moves with low velocity and produces a region of high pressure. ❸ : Daya yang bertindak ke atas bola mengubah arah bola. Force acting on the ball changing its direction. Spoiler Spoiler ❶ ❸ ❷ ❻ ❺ ❹ Lubang udara Air hole Bekalan gas Gas supply Muncung sempit Narrow outlet ❶ ❸ ❷ ❶ ❸ ❷ 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 43 9/11/2023 2:23:32 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

44 1 Rajah 1 menunjukkan sebuah tangki air yang membekalkan air kepada sebuah pangsapuri empat tingkat. Diagram 1 shows a water tank that supplies water to a four-storey apartment. Tangki air Water tank Pili P Tap P Pili Q Tap Q Pili R Tap R Pili S Tap S Rajah 1/ Diagram 1 Antara pili P, Q, R dan S berikut, yang manakah mempunyai jumlah tekanan air yang paling tinggi? Which of the following taps P, Q, R and S has the highest total pressure of water? A P C R B Q D S 2 Rajah 2 menunjukkan satu pengukur tekanan ringkas yang disambungkan kepada satu corong tisel. Corong tisel tersebut direndam di dalam bekas yang mengandungi air pada ketinggian, h. Diagram 2 shows a simple pressure gauge connected to a thistle funnel. The thistle funnel is immersed in a vessel containing water at a height, h. Pengukur tekanan Pressure gauge Air Water Corong tisel Thistle funnel Lapisan getah nipis Thin rubber sheet h Rajah 2/ Diagram 2 Apakah yang akan berlaku kepada bacaan pengukur tekanan jika corong tersebut dimasukkan lebih rendah ke dalam air? What will happen to the reading of the pressure gauge if the funnel is lowered into the water? A Berkurang C Tidak berubah Decreases Remain constant B Bertambah Increases 3 Rajah 3 menunjukkan sebuah bekas yang berisi air. Diagram 3 shows a container containing water. 3.0 m 0.7 m Air Water X Rajah 3/ Diagram 3 Berapakah tekanan yang dihasilkan oleh air pada titik X? [Ketumpatan air = 1 000 kg m–3] What is the pressure exerted by the water at X? [Water density = 1 000 kg m–3] A 6 867 Pa C 29 430 Pa B 22 563 Pa D 36 297 Pa 4 Mengapakah tekanan atmosfera semakin berkurang pada altitud yang semakin tinggi? Why does the atmospheric pressure decrease with increasing altitude? A Ketumpatan udara meningkat Density of air increasing B Isi padu udara tidak berubah The volume of air does not change C Lapisan udara semakin nipis The layer of air is thinner 5 Rajah 4 menunjukkan tekanan gas di dalam tiub kaca ialah 10 cm Hg. Diagram 4 shows the gas pressure in the glass tube is 10 cm Hg. Gas X Merkuri Mercury Rajah 4/ Diagram 4 Jika tekanan atmosfera ialah 76 cm Hg, berapakah tinggi merkuri, X di dalam tiub kaca itu? If the atmospheric pressure is 76 cm Hg, what is the height of mercury, X in the glass tube? A 10 cm C 76 cm B 66 cm D 86 cm Praktis Berformat SPM Kertas 1 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 44 9/11/2023 2:23:32 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

45 6 Berapakah tekanan yang dikenakan ke atas seorang penyelam yang berada 10 m di dalam air? What is the pressure exerted on a diver when he is 10 m underwater? [Ketumpatan air/Density of water = 103 kg m-3, g = 9.81 m s-2, Patm = 1.03 × 105 Pa] A 1 × 105 Pa C 3 × 105 Pa B 2 × 105 Pa D 4 × 105 Pa 7 Rajah 5 menunjukkan sebuah manometer yang disambung kepada sebuah kelalang gas. Diagram 5 shows a manometer connected to a flask containing gas. Gas Cecair Liquid Injap Valve Rajah 5/ Diagram 5 Antara pernyataan berikut, yang manakah benar berdasarkan aras cecair dalam rajah di atas? Which of the following statements is true based on the level of liquid in the diagram above? A Tekanan gas = Tekanan atmosfera Gas pressure = Atmospheric pressure B Tekanan gas > Tekanan atmosfera Gas pressure > Atmospheric pressure C Tekanan gas < Tekanan atmosfera Gas pressure < Atmospheric pressure 8 Rajah 6 menunjukkan seorang budak lelaki sedang mengepam sebiji bola. Diagram 6 shows a boy pumping a ball. Rajah 6/Diagram 6 Tekanan gas dalam bola itu wujud kerana molekul-molekul gas Gas pressure in the ball exists because the gas molecules A bergerak pada halaju yang sama. move at the same velocity. B bergerak secara rawak dan bebas. move randomly and freely. C berlanggar dengan dinding bola dan menghasilkan perubahan momentum. collide with the wall of the ball and produce a change of momentum. D berlanggar antara satu sama lain dengan perlanggaran kenyal dan dengan dinding bekas. collide with one another in elastic collisions and with the walls of the container. 9 Rajah 7 menunjukkan aras merkuri dalam sebuah manometer yang disambung kepada sebuah tangki gas. Diagram 7 shows a mercury level in a manometer that is connected to a gas tank. Gas 5 cm Merkuri Mercury Tangki gas Gas tank Rajah 7/ Diagram 7 Tentukan tekanan gas dalam tangki gas itu. Determine the pressure of the gas in the gas tank. [Patm = 76 cm Hg] A 5 cm Hg C 76 cm Hg B 71 cm Hg D 81 cm Hg 10 Antara alat berikut, yang manakah menggunakan prinsip Pascal? Which of the following devices uses Pascal’s principle? A Enjin jet Jet engine B Karburetor Carburettor C Hidrometer Hydrometer D Jek hidraulik Hydraulic jack 11 Rajah 8 menunjukkan satu sistem hidraulik. Suatu daya F dikenakan ke atas omboh R. Diagram 8 shows a hydraulic system. A force F is exerted on the piston R. W F Omboh R Piston R Omboh S Piston S Rajah 8/ Diagram 8 Perbandingan yang manakah adalah benar? Which comparison is true? 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 45 9/11/2023 2:23:33 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

46 A Berat beban W sama dengan daya F The weight of the load W is the same as the force F B Berat beban W kurang daripada daya F The weight of the load W is smaller than the force F C Tekanan pada omboh R sama dengan tekanan pada omboh S The pressure on piston R is the same as the pressure on piston S D Tekanan pada omboh R lebih kecil daripada tekanan pada omboh S The pressure on piston R is smaller than the pressure on piston S 12 Rajah 9 menunjukkan sebuah belon udara panas terapung pada satu ketinggian yang tetap. Diagram 9 shows a hot air balloon floating at a constant height. Rajah 9/ Diagram 9 Daya apungan ke atas belon udara panas itu adalah sama dengan The buoyant force exerted on the hot air balloon is equal to A berat udara yang disesarkan oleh belon udara panas itu. the weight of air displaced by the hot air balloon. B ketumpatan belon udara panas itu. the density of the hot air balloon. C isi padu belon udara panas itu. the volume of the hot air balloon. D jisim belon udara panas itu. the mass of the hot air balloon. 13 Rajah 10 menunjukkan kapal yang terapung di permukaan air laut. Ketumpatan air laut ialah 1 080 kg m-3. Diagram 10 shows a ship floating on the surface of the sea. The density of seawater is 1 080 kg m-3. Rajah 10/ Diagram 10 Jika air yang tersesar oleh kapal itu ialah 350 m3 , berapakah daya apungan yang bertindak ke atas kapal itu? If the water displaced by the ship is 350 m3 , what is the buoyant force acting on the ship? A 3.71 × 105 N C 3.71 × 107 N B 3.71 × 106 N D 3.71 × 108 N 14 Rajah 11 menunjukkan sebuah kereta. Diagram 11 shows a car. Rajah 11/ Diagram 11 Prinsip fizik manakah yang digunakan untuk mengaplikasikan kestabilan kereta itu apabila kereta itu memecut dan bergerak dengan laju yang tinggi? Which of the following physics principles is used to apply the stability of the car when it accelerates and moves at a high speed? A Prinsip Archimedes Archimedes’ principle B Prinsip Bernoulli Bernoulli’s principle C Prinsip Pascal Pascal’s principle 15 Rajah 12 menunjukkan sebuah tiub Venturi. Diagram 12 shows a Venturi tube. K L M Aliran udara Air flow Air Water Rajah 12/ Diagram 12 Berdasarkan prinsip Bernoulli, tiub yang manakah mempunyai aras air yang paling rendah? Based on Bernoulli’s principle, which tube has the lowest water level? A K B L C M 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 46 9/11/2023 2:23:33 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

47 Kertas 2 Bahagian A 1 Rajah 1 menunjukkan dua bekas berbeza diisi dengan air. Tekanan air pada titik X dan titik Y adalah sama. Diagram 1 shows two different containers filled with water. The water pressure at point X and point Y is equal. Bekas A Container A Bekas B Container B 15 cm 15 cm X XY Rajah 1/ Diagram 1 (a) Apakah maksud tekanan? What is the meaning of pressure? Daya per unit luas/ Force per unit area [1 markah/mark] (b) Nyatakan satu faktor yang mempengaruhi tekanan air pada titik X dan titik Y. State one factor that affect the water pressure at points X and Y. Kedalaman air/ Depth of water [1 markah/mark] (c) Hitung tekanan air pada titik X. [Ketumpatan air = 1 000 kg m-3] Calculate the water pressure at point X. [Density of water = 1 000 kg m-3] P = ρgh = 1 000 × 9.81 × 0.15 = 1 471.5 Pa atau/or = 1.47 × 103 Pa [2 markah/marks] 2 Rajah 2 menunjukkan satu alat yang digunakan untuk mengukur tekanan atmosfera. Diagram 2 shows an instrument that is used to measure atmospheric pressure. (a) (i) Namakan alat dalam Rajah 2. Name the instrument in Diagram 2. [Apa/What] Barometer [1 markah/mark] (ii) Nyatakan satu sebab mengapa merkuri digunakan dalam alat tersebut. State one reason why mercury is used in the instrument. [Mengapa] Ketumpatan tinggi // Legap // Tidak melekat pada tiub kaca [Why] Higher density // Opaque // Does not stick to the glass tube [1 markah/mark] Vakum Vacuum Merkuri Mercury 76 cm Rajah 2/ Diagram 2 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 47 9/11/2023 2:23:34 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA

48 (b) Berdasarkan Rajah 2,/Based on Diagram 2, (i) nyatakan tekanan atmosfera dalam unit cm Hg. state the atmospheric pressure in cm Hg. 76 cm Hg [1 markah/mark] (ii) hitung tekanan atmosfera dalam unit Pascal. calculate the atmospheric pressure in Pascal. [ρHg = 13 600 kg m-3] P = ρgh = 13 600 × 9.81 × 0.76 = 1.01 × 105 Pa [2 markah/marks] 3 Rajah 3.1 dan Rajah 3.2 menunjukkan dua buah kapal kargo yang serupa belayar di lautan. Kapal kargo A tidak diisi dengan muatan, manakala kapal kargo B berisi muatan. Diagram 3.1 and Diagram 3.2 show two similar cargo ships sailing on the ocean. Cargo ship A is empty, while cargo ship B is loaded. Kapal kargo A Cargo ship A Kapal kargo B Cargo ship B Rajah 3.1/ Diagram 3.1 Rajah 3.2/ Diagram 3.2 (a) Apakah maksud berat? What is the meaning of weight? Daya graviti yang bertindak ke atas objek/ Gravitational force acting on an object [1 markah/mark] (b) Perhatikan Rajah 3.1 dan Rajah 3.2, Observe Diagram 3.1 and Diagram 3.2, (i) bandingkan jumlah berat antara kapal kargo A dengan kapal kargo B. compare the total weight between cargo ship A and cargo ship B. Jumlah berat kapal kargo B > kapal kargo A./Total weight of cargo ship B > cargo ship A [1 markah/mark] (ii) bandingkan isi padu air yang disesarkan. compare the volume of water displaced. Isi padu air yang disesarkan oleh kapal kargo B > kapal kargo A./Volume of water displaced by cargo ship B > cargo ship A [1 markah/mark] (iii) bandingkan daya apungan yang bertindak ke atas kapal kargo. compare the buoyant force acting on the cargo ships. Daya apungan yang bertindak ke atas kapal kargo B > kapal kargo A Buoyant force acting on cargo ship B > cargo ship A [1 markah/mark] (c) Hubung kaitkan antara isi padu air yang disesarkan oleh kapal kargo dengan daya apungan. Relate the volume of water displaced by the cargo ship and the buoyant force. Semakin bertambah isi padu air yang disesarkan, semakin bertambah daya apungan. The greater the volume of water displaced, the greater of buoyant force. [1 markah/mark] 01 MA+ SPM Fizik text F5-6P.indd 48 9/11/2023 2:23:34 PM U BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI SMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKTI ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BAKIT ILMU BAKTI SDN. BHD. PENERBIT ILMU BA