BUKU TEKS KSSM TING 4 SAINS TAMBAHAN

TEMA

3

TENAGA DAN KELESTARIAN
HIDUP

Tema ini memberi kefahaman mengenai kesan daya yang melibatkan
gerakan dalam kehidupan harian manusia. Tema ini juga memperlihatkan
perkaitan antara daya dan gerakan untuk memahami konsep momentum
dan impuls. Murid juga diberi pemahaman tentang keseimbangan terma,
muatan haba tentu, haba pendam tentu terutamanya yang melibatkan
aktiviti dalam kehidupan harian.

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 141

• Apakah perbezaan kuantiti skalar dan kuantiti vektor? • Kuantiti skalar
• Kuantiti vektor
• Bagaimanakah daya mempengaruhi pecutan sesuatu • Daya
objek yang sama? • Keseimbangan daya
• Paduan daya
• Mengapakah bola boling direka sebagai bola • Arah
yang berat? • Pecutan
• Momentum
• Prinsip Keabadian

Momentum

• Impuls

142 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

STANDARD KANDUNGAN

7.1 Kuantiti Skalar dan Kuantiti Vektor
7.1.1 Menerangkan dengan contoh maksud kuantiti skalar dan kuantiti vektor.
7.1.2 Memerihalkan paduan dan leraian vektor.
7.1.3 Menyelesaikan masalah yang melibatkan paduan dan leraian vektor.

7.2 Daya
7.2.1 Menjalankan eksperimen bagi mentahkikkan persamaan F =ma.
7.2.2 Memerihalkan keadaan keseimbangan daya.
7.2.3 Menyelesaikan masalah yang melibatkan paduan daya dalam kehidupan harian.

7.3 Momentum
7.3.1 Menerangkan momentum (p) sebagai hasil darab jisim (m) dan halaju (v), p = mv.
7.3.2 Berkomunikasi mengenai Prinsip Keabadian Momentum dalam satu dimensi bagi satu
pelanggaran dan letupan.

7.4 Impuls
7.4.1 Menerangkan tentang daya impuls dan beberapa contoh situasi yang melibatkan
daya impuls.
7.4.2 Memerihalkan impuls sebagai perubahan dalam momentum, iaitu Ft mv – mu.
7.4.3 Merumuskan daya impuls sebagai kadar perubahan momentum dalam perlanggaran atau
letupan yang berlaku dalam masa yang singkat, iaitu:

7.4.4 Menyelesaikan masalah yang melibatkan daya impuls.

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 143

7.1 Kuantiti Skalar dan Kuantiti Vektor
7.1.1 Contoh kuantiti skalar dan kuantiti vektor

Farid baru berpindah dari Sabah ke Kuala Lumpur. Suatu petang, Farid keluar untuk
mencari sekolah baharunya yang terletak tidak jauh dari rumahnya. Ketika Farid
tercari-cari arah untuk ke sekolah, Farid terjumpa dengan Ah Chong dan Muthu. Farid
telah meminta bantuan mereka untuk menunjukkan arah ke sekolah baharunya itu.

U

Teruskan perjalanan sejauh Teruskan perjalanan sejauh
500 m, kemudian awak akan 500 m ke timur, kemudian
awak akan jumpa sekolah.
jumpa sekolah.
Terima kasih.
Arah mana?

Ah Chong

Farid

Muthu Farid

Situasi A Situasi B

Rajah 7.1 Contoh situasi yang melibatkan kuantiti skalar dan kuantiti vektor

Melalui situasi dalam Rajah 7.1, arahan daripada rakan yang mana dapat membantu
Farid untuk mencari sekolah baharunya? Mengapa?

Arahan yang diberikan oleh Ah Chong adalah dalam kuantiti skalar manakala arahan
Muthu pula dalam bentuk kuantiti vektor. Apakah yang dimaksudkan dengan kuantiti skalar
dan kuantiti vektor?

Kuantiti Skalar
Kuantiti fizik yang mempunyai magnitud sahaja seperti panjang, jisim, masa, suhu
dan arus elektrik.

Kuantiti vektor
Kuantiti fizik yang mempunyai magnitud dan arah seperti sesaran, halaju dan daya.

144 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Magnitud dan arah bagi sesuatu vektor diwakili dengan anak panah. Rajah 7.2
menunjukkan magnitud dan arah yang diwakili oleh anak panah.

U • Panjang anak panah mewakili magnitud bagi vektor
50 km j–1 (skala bagi rajah ini ialah 1 cm mewakili 20 km j-1)

• Arah anak panah mewakili arah bagi vektor

Rajah 7.2 Anak panah dalam kuantiti vektor

Berdasarkan Rajah 7.2, maklumat yang diperoleh ialah kereta tersebut bergerak
dengan halaju 50 km j–1 ke arah timur.

Aktiviti 7.1

Tujuan: Mengenal pasti kuantiti skalar dan kuantiti vektor.
Radas: Termometer, pembaris, neraca spring dan bongkah kayu.
Prosedur: Lakukan aktiviti di setiap stesen.
A. Stesen 1
Tentukan kuantiti yang diperoleh itu kuantiti skalar atau kuantiti vektor. Jelaskan mengapa.

Situasi Jenis kuantiti Penjelasan
Dengan menggunakan termometer, ambil bacaan suhu badan anda.

Dengan menggunakan pembaris, ukur panjang buku teks anda.

Jalan sejauh 3 meter ke arah timur dari kedudukan asal anda.

B. Stesen 2

1. Letakkan sebuah bongkah kayu di atas permukaan meja.
2. Sambungkan bongkah kayu tersebut dengan neraca spring seperti yang ditunjukkan

dalam Rajah 7.3.
3. Tarik neraca spring sejauh 30 cm dari bongkah kayu dan catatkan nilai daya yang diperoleh.

Neraca spring

Bongkah kayu Ditarik

30 cm

C. Stesen 3 Rajah 7.3 Susunan radas

Dengan menggunakan peta pemikiran i-Think, asingkan kuantiti-kuantiti fizik yang berikut
kepada kuantiti skalar atau kuantiti vektor.

Halaju Panjang Isi padu Impuls Jarak Pecutan Jisim Momentum

Masa Sesaran Cas elektrik Daya Suhu Laju Ketumpatan Kuasa
7.1.1

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 145

7.1.2 Paduan dan leraian vektor

Terdapat banyak situasi yang melibatkan paduan vektor dan leraian vektor dalam
menyelesaikan masalah kehidupan harian.

Paduan vektor
Paduan vektor ialah hasil gabungan dua vektor menjadi vektor tunggal.

Daya 3 N ditolak Daya 5 N ditarik
ke kanan ke kanan

Rajah 7.4 Contoh paduan vektor

Rajah 7.4 menunjukkan sebuah bongkah kayu ditarik dengan daya 5 N ke kanan.
Kemudian, sebanyak 3 N daya ditolak ke arah yang sama. Hasil gabungan kedua-dua
vektor ini menghasilkan paduan vektor.

Leraian vektor
Leraian vektor ialah apabila satu vektor dileraikan kepada dua komponen yang
berserenjang atau bersudut tegak antara satu sama lain tetapi memberi kesan yang sama
seperti vektor asal.

Fy F F ialah vektor asal
Fx dan Fy ialah leraian vektor

Fx
Rajah 7.5 Contoh leraian vektor

Rajah 7.5 menunjukkan vektor asal dileraikan kepada dua komponen, iaitu komponen

mengufuk, dan komponen menegak, .

7.1.2
146 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

7.1.3 Masalah yang melibatkan paduan dan leraian vektor

Paduan vektor

Terdapat dua jenis paduan vektor yang selalu digunakan dalam kehidupan harian, iaitu
paduan vektor selari dan paduan vektor serenjang.

Contoh 1: Paduan Vektor Selari F1 = 400 N

Rajah 7.6 menunjukkan Ahmad dan Zi Hong sedang menolak F2 = 300 N
sebuah troli dengan daya 400 N dan 300 N masing-masing Rajah 7.6 Ahmad dan Zi Hong
mengikut arah yang sama. Apakah paduan vektor yang terhasil? menolak sebuah troli dengan

Penyelesaian: daya yang berbeza

Paduan vektor daya yang selari diperoleh dengan menambah
kedua-dua vektor tersebut.
Paduan daya,
Jumlah paduan daya yang terhasil,

Paduan daya yang terhasil mempunyai arah yang sama dengan dua daya yang bertindak ke atasnya.

Contoh 2: Paduan Vektor Serenjang 60 N U

Rajah 7.7 menunjukkan sebuah troli yang ditolak ke arah timur,
tiba-tiba ditolak dari sisi. Kira paduan daya yang terhasil.

Penyelesaian:

Paduan vektor daya serenjang boleh diperoleh dengan dua 80 N
kaedah, iaitu:
Rajah 7.7 Daya ke atas troli ditolak

Kaedah 1: Segi tiga dengan lukisan berskala dengan dua daya yang berserenjang

1. Tentukan skala yang bersesuaian. 1 cm : 20 N.

2. Lukis daya F1 mengikut skala dan arah.

3. Lukis daya F2 mengikut skala dan arah
bermula pada hujung F1.

A

4. Lengkapkan segi tiga dengan
menyambungkan kedua-dua daya.

B

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 147

5. Kira panjang AB. Panjang AB ialah 5 cm.

6. Tukarkan ukuran yang diperoleh mengikut Mengikut skala, 1 cm bersamaan 20 N, maka

skala. 5 cm bersamaan 100 N.

7. Kira sudut θ dengan menggunakan protaktor. 37° dari arah Timur.

Oleh itu, daya yang dikenakan ke atas troli ialah 100 N ke arah 37° dari Timur.

Kaedah 2: Pengiraan berdasarkan Teorem Phytagoras

Paduan vektor, F = F12 + F22
= 802 + 602
= 10 000
= 100 N

Manakala, untuk menentukan arah paduan daya, formula trigonometri digunakan.

Hal ini menunjukkan paduan vektor troli bergerak 37 dari arah Timur. Oleh hal yang demikian,
paduan vektor yang bertindak ke atas troli ialah 100 N ke arah 37 dari arah timur.

Leraian vektor
Kaedah trigonometri digunakan bagi meleraikan vektor kepada dua komponen yang
berserenjang seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.8.

CB
F Fy F

O Fx A
Rajah 7.8 Kaedah trigonometri yang digunakan untuk meleraikan dua vektor yang berserenjang

148 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Contoh 3:

Sebuah troli ditarik dengan daya 45 N seperti yang F = 45 N
ditunjukkan dalam Rajah 7.9. Daya yang dikenakan
bersudut 20° dari garisan mengufuk. Kirakan daya pada Rajah 7.9 Troli ditarik dengan daya 45 N dan
arah mengufuk dan menegak. bersudut 20° dari garisan mengufuk

Penyelesaian:
1. Lukis gambar rajah vektor.

Fy

F = 45 N

Fx
2. Kira leraian daya bagi arah menegak dan arah melintang menggunakan formula trigonometri.



Uji Minda 7.1

1. Apakah yang dimaksudkan dengan kuantiti skalar dan kuantiti vektor? U

2. Nyatakan perbezaan antara paduan vektor dan leraian vektor.

3. Dua daya, masing-masing 40 N dan 30 N dikenakan pada suatu titik. Nyatakan daya
paduan bagi kedua-dua daya sekiranya sudut di antara kedua-dua daya ialah 90°.

4. Sebuah kapal dipandu dengan halaju 5 ms–1 ke arah 2.5 ms–1
barat. Kapal ini berhadapan arus dengan halaju
2.5 ms–1 ke arah selatan. Tentukan magnitud dan 5 ms–1
arah halaju bagi kapal itu.

5. Seorang pelancong menarik begnya dengan
daya 100 N pada sudut 55° dari garis mengufuk.

(a) Tunjukkan dan labelkan:
(i) Daya, F.
(ii) Daya komponen mengufuk, Fx.
(iii) Daya komponen menegak, Fy .

(b) Cari:
(i) Daya mengufuk beg yang menggerakkannya
ke hadapan.

(ii) Daya menegak beg.

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 7.1.3
149

7.2 Daya Kesan
daya dalam
Terdapat beberapa istilah yang perlu diberi perhatian kehidupan
apabila mempelajari daya. Apakah yang dimaksudkan harian
dengan daya? Daya ialah tarikan atau tolakan yang
dikenakan ke atas suatu objek. Daya akan memberi kesan Boleh
terhadap sesuatu objek itu seperti pertukaran arah gerakan, dicapai pada
mengerakkan sesuatu objek yang pegun dan menambah 11/7/2019.
kelajuan sesuatu objek yang bergerak.
Kudat
Jarak ditakrifkan sebagai jumlah panjang lintasan yang
dilalui oleh sesuatu objek yang bergerak dari satu tempat Kota Kinabalu Kota Belud
ke satu tempat yang lain. Jarak ialah suatu kuantiti skalar. Beluran

Sesaran ialah jarak yang dilalui oleh suatu objek Sandakan
yang bergerak mengikut suatu lintasan terpendek yang
menyambungkan dua lokasi dalam suatu arah tertentu. Keningau Lahad Datu
Sesaran ialah suatu kuantiti vektor. Unit SI bagi jarak dan Beaufort Tawau
sesaran ialah meter (m).
Pensiangan Semporna

Jarak

Sesaran

Rajah 7.10 Contoh perbezaan
antara jarak dan sesaran

Apa itu laju? Laju ialah jarak yang dilalui per unit masa atau kadar perubahan jarak.

Laju purata, v = Jumlah jarak yang dilalui, s (m)
Masa yang diambil, t (s)

Halaju ialah laju dalam arah tertentu atau kadar perubahan sesaran.

Halaju purata, v = Sesaran, s (m)
Masa yang diambil, t (s)

Pecutan ditakrifkan sebagai kadar perubahan halaju dan suatu kuantiti vektor. Unit SI
bagi pecutan ialah ms–2 .

Pecutan, a = Perubahan halaju, v
= Masa yang diambil, t
=
Halaju akhir – Halaju awal
Masa yang diambil

v–u
t

150 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Kesemua istilah ini mempunyai hubung kait dalam menghasilkan sesuatu gerakan.
Jangka masa detik ialah suatu alat yang digunakan untuk mengkaji gerakan. Jangka masa
detik boleh mencetak titik-titik di atas pita detik pada kadar yang seragam. Jarak di antara
dua titik yang berturutan di atas pita detik mewakili perubahan kedudukan objek.

Fakta Sains Gambar foto 7.1 Jangka
masa detik
Halaju seragam
Pecutan

Tafsiran bacaan jangka detik

7.2.1 Eksperimen mentahkikkan persamaan F = ma

Eksperimen 7.1

Penyataan masalah: Apakah hubungan antara daya, jisim dan pecutan?

Tujuan: Menentukan hubungan antara daya, jisim dan pecutan.

Radas: Pita detik, tali kenyal, troli, jangka masa detik, bekalan kuasa, landasan terpampas
geseran, pemberat berslot, blok kayu dan pembaris meter.

Ke bekalan kuasa a.u. Troli
Jangka masa detik Pita detik

Blok kayu Tali kenyal

Takal licin

Landasan terpampas geseran Pemberat berslot

Rajah 7.11 Susunan radas 151

A. Hubungan Pecutan dengan Daya
Inferens: Pecutan bergantung kepada daya yang dikenakan.
Hipotesis: Semakin bertambah daya, semakin bertambah pecutan.
Pemboleh ubah
Dimanipulasi : Daya
Bergerak balas : Pecutan
Dimalarkan : Jisim

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN

Prosedur:

1. Satu tali kenyal disangkutkan pada troli.
2. Tali kenyal itu diregang sehingga ke hujung troli.
3. Troli ditarik menuruni landasan oleh tali kenyal yang diregang dengan jumlah daya

yang sama.
4. Tentukan pecutan troli dengan menganalisis pita detik yang diperoleh.
5. Ulangi langkah 1 hingga 4 dengan menggunakan dua, tiga, empat dan lima tali kenyal.

Keputusan:

Jadual 7.1

Daya / bilangan tali kenyal Pecutan (ms–2)

Pentafsiran data:
1. Plotkan graf pecutan melawan daya.
Kesimpulan: Adakah hipotesis diterima? Mengapa?

B. Hubungan Pecutan dengan Jisim
Inferens: Pecutan bergantung kepada jisim objek.
Hipotesis: Semakin bertambah jisim objek, semakin bertambah pecutan.

Pemboleh ubah

Dimanipulasi : Jisim
Bergerak balas : Pecutan
Dimalarkan : Daya
Prosedur:

1. Satu tali kenyal disangkutkan pada troli.
2. Tali kenyal itu diregang sehingga ke hujung troli.
3. Troli ditarik menuruni landasan oleh tali kenyal yang diregang dengan jumlah daya

yang sama.
4. Tentukan pecutan troli dengan menganalisis pita detik yang diperoleh.
5. Ulangi langkah 1 hingga 4 dengan menggunakan dua, tiga, empat dan lima troli.

Keputusan:

Jadual 7.2

Jisim / bilangan troli Pecutan (ms–2)

Pentafsiran data:
1. Plotkan graf pecutan melawan jisim.
Kesimpulan: Adakah hipotesis diterima? Mengapa?

152 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Berdasarkan Eksperimen 7.1, dapatkah anda nyatakan hubungan antara daya, jisim
dan pecutan?

Pecutan suatu objek adalah berkadar langsung dengan daya paduan.
Pecutan, a ∝ Daya paduan, F

Bagi suatu daya yang dikenakan ke atas suatu objek, pecutan yang dihasilkan adalah
berkadar songsang dengan jisim.

Pecutan, a ∝ 1
Jisim, m

Dengan menggabungkan hubungan, a ∝ F dan a ∝ m1
F = daya
Didapati a∝ F
m

Apabila disusun semula, F ∝ m × a m = jisim
maka F = km × a a = pecutan
k = pemalar
= kma

Unit SI bagi daya ialah newton (N) dan kita mentakrifkan satu newton (1 N) sebagai daya

yang diperlukan untuk menyebabkan 1 kg objek bergerak dengan pecutan 1 ms–2.
Gantikan dalam persamaan F = kma

1 N = k × 1 kg × 1 ms–2

Dan kita akan dapat pemalar k = 1

Maka, hubungan antara daya, F, jisim, m, dan pecutan, a, boleh ditulis sebagai: F = ma

7.2.2 Keseimbangan daya

Minta seorang rakan berdiri tegak di hadapan kelas. Dapatkah anda menyatakan di
manakah daya bertindak ke atas rakan anda? Mungkin anda melihat seolah-olah tiada
daya yang bertindak. Sebenarnya terdapat daya tarikan graviti yang bertindak ke bawah
dan menyebabkan rakan anda ditarik ke bawah. Pada hakikatnya, murid tersebut tidak
bergerak ke bawah. Hal ini menunjukkan terdapat daya
yang sama bertindak menuju ke atas. Kesan kedua-dua
daya tersebut terbatal dan menyebabkan rakan anda tidak
bergerak. Keadaan ini dinamakan keseimbangan daya.

Berat badan, W

Objek dalam keadaan pegun Tindak balas
Apabila ahli gimnastik berada dalam keadaan pegun seperti normal, R
Gambar foto 7.2, daya paduan yang bertindak ke atasnya
ialah sifar. Hal ini kerana berat badan ahli gimnastik, W Gambar foto 7.2 Ahli gimnastik
seimbang dengan tindak balas normal, R dari landasan. mencapai keseimbangan daya
ketika pegun
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN
7.2.1 7.2.2
153

Objek dalam keadaan bergerak Daya angkat, U
dengan halaju yang tetap
Daya tujahan, T Daya seretan, G
Kapal terbang dalam Gambar foto
7.3 bergerak pada halaju malar. Daya Berat, W
bersih yang bertindak ke atasnya ialah
sifar. Hal ini kerana daya tujahan, T Gambar foto 7.3 Kapal terbang dengan halaju malar
seimbang dengan daya seretan, G. mencapai keseimbangan daya
Daya angkat, U pula seimbang dengan
berat, W.

Apabila daya-daya yang bertindak ke atas sesuatu objek dalam keadaan seimbang, ia
akan membatalkan antara satu sama lain. Maka, daya paduan bagi keadaan ini ialah sifar.
Apabila daya sifar, F = 0, maka pecutan objek tersebut juga sifar, a = 0.

Oleh hal yang demikian, dalam keseimbangan daya, objek dikatakan berada dalam
keadaan rehat (halaju, v = 0) atau bergerak pada halaju malar (a = 0).

7.2.3 Masalah melibatkan paduan daya

Paduan daya ialah gabungan semua daya yang bertindak ke atas sesuatu objek. Apabila
daya-daya yang terlibat berada dalam keadaan seimbang, daya paduan ialah sifar dan
tiada perubahan dalam gerakan objek, seolah-olah tiada daya yang dikenakan kepadanya.

Apabila daya-daya yang terlibat tidak berada dalam keadaan seimbang, daya paduan
ialah hasil perbezaan antara daya-daya yang bertindak ke atasnya pada arah yang
berlawanan. Dalam keadaan ini, daya paduan menghasilkan pecutan. Mari kita lihat
Rajah 7.12.

30 N 30 N 50 N 30 N

(a) Daya paduan = 0 (b) Daya paduan = 20 N ke kiri

Rajah 7.12 Daya paduan berbeza apabila dikenakan daya yang berbeza

Dalam Rajah 7.12, daya paduan bagi rajah (a) ialah sifar kerana daya yang bertindak
kedua-dua arah bertentangan seimbang manakala dalam rajah (b) daya paduan bukan sifar
kerana daya-daya yang bertindak ke atas objek tidak seimbang. Perubahan arah pergerakan
berlaku ke arah daya paduan.

7.2.2 7.2.3
154 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Mari kita lihat situasi yang melibatkan paduan daya dalam kehidupan harian kita.

Lif
Seorang budak perempuan berada di dalam sebuah lif. Dia berdiri di atas penimbang.
Berat budak perempuan, W = mg bertindak ke bawah dan tindak balas normal, R bertindak
ke atas.

Apabila lif pegun (tidak bergerak)
Pegun

Daya paduan, F = 0

R F =R −W =0
∴R = mg

W Bacaan penimbang = berat budak perempuan

Lif bergerak ke atas dengan pecutan, a

Pecutan, a (ke atas) Daya paduan, F ke atas
R > mg = 0
R
W F = ma
a F = R − mg = ma
R = mg + ma

∴R = m(g + a)

Bacaan penimbang > berat budak perempuan
Arah paduan daya = arah pecutan (ke atas)

Lif bergerak ke bawah dengan pecutan, a

Pecutan, a (ke bawah) Daya paduan, F ke bawah
mg > F = 0
R F = ma
aW F = mg − R = ma
R = mg − ma

∴R = m(g − a)

Bacaan penimbang < berat budak perempuan
Arah paduan daya = arah pecutan (ke bawah)

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 155

Takal
Jisim beban sama

Takal Apabila
Sistem berada dalam keadaan rehat (tidak bergerak)

TT

m1 m2 Petunjuk
W1 W2 m = jisim beban
T = regangan (tension)
W = Berat beban

Jisim m1 lebih tinggi

Takal Apabila B bergerak ke atas dengan
A bergerak ke bawah pecutan, a
T dengan pecutan, a Daya paduan di B,
Daya paduan di A,

aT

A B Cabaran
m m Minda

1 2 Apakah yang berlaku sekiranya jisim B lebih tinggi
daripada jisim A?
W W
1 2

Satah condong

Apabila suatu objek diletakkan pada sebuah satah condong, berat objek tersebut boleh
dibahagikan kepada dua, iaitu:

1. Komponen berat yang selari dengan satah condong,

2. Komponen berat yang berserenjang dengan satah condong,

Tindak balas normal, R Geseran, Fg

Berat, W
Rajah 7.13 Komponen berat bagi satah condong

156 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Bagi menyelesaikan masalah melibatkan satah condong, berat akan dileraikan kepada
dua komponen berserenjang.

1. Objek dalam keseimbangan di atas 2. Objek memecut ke bawah di atas satah
satah condong kasar condong licin (daya geseran, Fg = 0)
R
R Geseran, Fg

Jumlah komponen daya yang Daya paduan yang berserenjang dengan
berserenjang dengan satah condong = 0 satah condong = 0.
Daya paduan yang selari dengan satah
Jumlah komponen daya yang selari condong = ma
dengan satah condong = 0
Oleh itu:
Oleh sebab objek berada dalam keadaan
pegun, daya paduan yang berserenjang Semakin besar sudut satah condong,
dengan satah condong = 0 semakin tinggi pecutan objek.
Oleh itu:

Aktiviti 7.1

Tujuan: Melukis gambar rajah daya.
Arahan:
1. Bentuk tiga kumpulan.
2. Setiap kumpulan diberikan satu masalah yang melibatkan paduan daya dalam kehidupan

harian, iaitu sebuah kereta yang sedang mendaki bukit, air yang diangkut dari perigi
menggunakan takal dan sebuah motosikal yang bergerak dengan halaju malar.
3. Lukis gambar rajah daya di atas kertas sebak untuk menentukan daya paduan dan pecutan
bagi objek dalam setiap masalah.
4. Bentangkan hasil kumpulan di hadapan kelas.

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 7.2.3
157

Uji Minda 7.2

1. Nyatakan maksud daya.

2. Nyatakan empat kesan daya terhadap sesuatu objek.

3. Rajah menunjukkan keadaan keseimbangan daya bertindak pada objek. Tanda dan
labelkan daya tersebut.

(a) Buku berada di atas meja (c) Sebuah kereta yang bergerak
dengan halaju malar

(b) Sebuah kapal terbang bergerak dengan halaju malar

4. Hitungkan daya paduan. Ke arah manakah objek itu bergerak?
(e) 8 N
15 N

(f) 15 N
8N

5. Seorang ahli sukan penerjun, menerjun dari sebuah bangunan yang tinggi dengan halaju
yang sama. Adakah penerjun itu mempunyai daya yang seimbang? Berikan alasan anda.

6. Rajah menunjukkan seorang gadis berjisim 60 kg di dalam sebuah
lif. Kira berat gadis itu sekiranya lif itu

(a) Dalam keadaan pegun
(b) Memecut 0.4 ms–2 ke atas
(c) Memecut 0.4 ms–2 ke bawah
(Pecutan oleh graviti, g = 10 ms–2)

7. Seekor kucing dengan jisim 3.5 kg duduk di atas bumbung
sebuah rumah dengan kecondongan 30 dari garisan
mendatar. Apakah daya geseran antara kucing dan
bumbung rumah tersebut? (anggap g =10 ms–2)

30

158 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

7.3 Momentum
7.3.1 Definisi momentum

Mengapakah kita berasa takut apabila
ada sebuah lori yang besar memecut di
belakang kita pada kelajuan yang tinggi?
Pasti kita akan membayangkan impak
besar yang akan diterima jika lori tersebut
melanggar kereta kita. Perkara ini berkait
dengan momentum.

Gambar foto 7.4 Lori besar yang laju menghasilkan
momentum yang tinggi sekiranya lori tersebut
melanggar kereta

Apakah itu momentum?
Semua objek yang bergerak mempunyai momentum. Bayangkan situasi sebuah lori yang
bermuatan penuh dan sebuah kereta bergerak pada halaju yang sama ingin berhenti, lori
tersebut akan menjadi lebih sukar untuk berhenti berbanding kereta kerana lori memiliki
momentum yang lebih besar berbanding kereta.

Definisi:
Hasil darab jisim dan halaju sesuatu objek

Unit: Momentum Formula:
kg ms–1 atau Ns p = mv
Jenis kuantiti:
Kuantiti vektor p = momentum
Rajah 7.14 Definisi momentum m = jisim
v = halaju

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 159

Aktiviti 7.2

Tujuan: Mengkaji pengaruh halaju dan jisim sesuatu objek terhadap kesan dan pemberhentiannya.
Bahan: Bebola keluli dan guli yang sama diameter dan plastisin.
Radas: Pembaris meter.
A. Dua objek yang mempunyai jisim yang sama tetapi berbeza ketinggian
Prosedur:
1. Lepaskan sebiji bebola keluli pada ketinggian 50 cm dan 100 cm dari permukaan plastisin

seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.15.

Bebola keluli

Bebola keluli 100 cm
50 cm

Plastisin

Rajah 7.15 Susunan radas
2. Perhati dan bezakan kedalaman serta saiz lekukan pada plastisin yang dilepaskan oleh

bebola keluli.
Pemerhatian: Catatkan kedalaman dan saiz rongga pada plastisin yang dihasilkan oleh
kedua-dua bebola keluli.
Kesimpulan: Apakah kesimpulan yang dapat anda buat?

B. Dua objek yang mempunyai jisim yang berbeza tetapi ketinggian yang sama
Prosedur:
1. Lepaskan sebiji bebola keluli dan guli yang sama diameter pada ketinggian yang sama,

iaitu 50 cm dari permukaan plastisin seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.16.
Bebola
keluli

Guli

50 cm

Plastisin

Rajah 7.16 Susunan radas

2. Perhati dan bezakan kedalaman serta saiz lekukan pada plastisin yang dilepaskan oleh
bebola keluli dan guli.

Pemerhatian: Catatkan kedalaman dan saiz lekukan pada plastisin yang dihasilkan oleh
bebola keluli dan guli.

Kesimpulan: Apakah kesimpulan yang dapat anda buat? 7.3.1

160 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

7.3.2 Prinsip Keabadian Momentum ub up = 0

Rajah 7.17 menunjukkan pelanggaran antara bola boling
dabbpawoeenlrraijlnialsp,gniimnugbbgeb.maroBgrplaieondnrlgaaa,.nkhBbmadooleealliannmjuggbpaobubnloinenlhyargalaalbmianhojgeualgimnlyaagpajruunbdngaeeywrtnaiknagiuglaj,rigsanuiinpm, pgv=,iapnm.sni,bfbaovdrl.bainSndgeahlnyeaaplpanaijgnus

Prinsip Keabadian Momentum menyatakan jumlah Fb Fp
momentum sebelum pelanggaran sama dengan
jumlah momentum selepas pelanggaran jika tiada vb vp
daya luar yang bertindak ke atasnya.
Rajah 7.17 Pelanggaran bola
Prinsip ini memenuhi formula berikut: boling dengan pin boling

iaitu
mb = jisim bola boling
mp = jisim pin boling
ub = halaju awal bola boling
up = halaju awal pin boling
vb = halaju akhir bola boling
vp = halaju akhir pin boling

Prinsip Keabadian Momentum bagi sistem yang tertutup, iaitu jumlah daya luar yang
bertindak ke atas sistem ialah sifar. Terdapat dua situasi yang mengaplikasikan Prinsip
Keabadian Momentum seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.18.

Situasi Prinsip Keabadian
Momentum

Pelanggaran Letupan
Jumlah momentum sesuatu Jumlah momentum kekal sifar
objek sebelum pelanggaran
sama dengan jumlah momentum sebelum dan selepas letupan.

selepas pelanggaran.

Rajah 7.18 Situasi yang mengaplikasikan Prinsip Keabadian Momentum

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 161

Pelanggaran

Terdapat dua jenis pelanggaran, iaitu pelanggaran kenyal dan pelanggaran tidak kenyal.
Mari kita lihat persamaan dan perbezaan kedua-dua jenis pelanggaran dalam Rajah 7.19.

Jumlah tenaga kinetik Jumlah momentum Jumlah tenaga kinetik
diabadikan. diabadikan tidak diabadikan.

Pelanggaran Kenyal Jumlah tenaga Pelanggaran Tidak
diabadikan Kenyal

Selepas pelanggaran, Jumlah jisim Selepas pelanggaran,
dua objek akan diabadikan dua objek akan bergerak
bersama-sama dengan
terpisah dan bergerak
dengan halaju yang halaju yang sama.

berbeza.

m1 m2 → m1 m2 m1 m2 → m1 m2

u1 u2 v1 v2 u1 u2 v

Rajah 7.19 Persamaan dan perbezaan pelanggaran kenyal dan pelanggaran tidak kenyal

Letupan

Sebelum berlakunya letupan, kedua-dua objek bercantum bersama-sama dan berada
dalam keadaan rehat. Selepas letupan, kedua-dua objek bergerak pada arah yang
bertentangan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.20.

v1

m1 m2 m1 m2

Rajah 7.20 Situasi sebelum dan selepas letupan Contoh
pengiraan
Objek berada dalam keadaan pegun sebelum letupan. Prinsip
Oleh itu, jumlah momentum sebelum letupan ialah sifar. Keabadian
Berdasarkan Prinsip Keabadian Momentum, jumlah Momentum
momentum sebelum letupan adalah sama dengan jumlah
momentum selepas letupan. Boleh
dicapai pada
11/7/2019.

162 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Aktiviti 7.3

Mengkaji Prinsip Keabadian Momentum dalam pelanggaran kenyal

Pernyataan masalah: Adakah jumlah momentum bagi suatu sistem tertutup adalah malar

dalam pelanggaran kenyal?

Tujuan: Membuktikan jumlah momentum bagi suatu sistem tertutup adalah malar dalam
pelanggaran kenyal.

Radas: Jangka masa detik, bekalan kuasa a.u. 12 V, landasan, kaki retort, pita selofan, piston
berspring, pita detik dan dua buah troli.

Ke bekalan kuasa a.u 12 V Pita detik Landasan
Jangka masa detik Troli A Troli B

Kaki retort Piston berspring

Rajah 7.21 Susunan radas
Prosedur:
1. Dirikan satu landasan dengan mengubah suai kecerunannya supaya landasan terpampas

geseran, iaitu troli boleh bergerak menuruni landasan dengan halaju malar.
2. Labelkan dua buah troli dengan jisim yang sama sebagai troli A dan troli B. Troli A dengan

piston berspring diletakkan di hujung landasan yang lebih tinggi. Letakkan troli B di
hujung landasan yang lebih rendah. Letakkan pita detik pada kedua-dua troli seperti yang
ditunjukkan dalam Rajah 7.21.
3. Tolakkan sedikit troli A apabila jangka masa detik dihidupkan supaya ia boleh bergerak
dengan halaju seragam dan berlanggar dengan troli B.
4. Selepas pelanggaran, kedua-dua troli bergerak berasingan dan gunakan pita detik untuk
menghitung halaju troli A dan troli B sebelum dan selepas pelanggaran.
5. Dengan menganggap jisim setiap troli ialah 1 kg, kira dan catatkan momentum sebelum
dan selepas pelanggaran dalam Jadual 7.3.

Pemerhatian:

Sebelum pelanggaran Jadual 7.3 Selepas pelanggaran

Jisim troli A, Jisim troli B, Halaju awal Jumlah Halaju akhir Halaju akhir Jumlah
mA (kg) mB (kg) troli A, uA momentum troli A, vA troli B, vB momentum
(ms–1) awaml, BmuABuA + (ms–1) (ms–1) akhimr, BmvBAvA +

(kg ms–1) (kg ms–1)

Kesimpulan: Apakah kesimpulan yang anda boleh buat? 163
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN

Aktiviti 7.4

Mengkaji Prinsip Keabadian Momentum dalam pelanggaran tidak kenyal

Pernyataan masalah: Adakah jumlah momentum bagi suatu sistem tertutup adalah malar

dalam pelanggaran tidak kenyal?

Tujuan: Membuktikan jumlah momentum bagi suatu sistem tertutup adalah malar dalam
pelanggaran tidak kenyal.

Radas: Jangka masa detik, bekalan kuasa a.u. 12 V, landasan, kaki retort, plastisin, pita selofan,
pita detik dan dua buah troli.

Pita detik

Ke bekalan kuasa a.u 12 V Troli A Troli B
Jangka masa detik

Kaki retort Plastisin Landasan

Prosedur: Rajah 7.22 Susunan radas

1. Letakkan troli A di hujung landasan yang lebih tinggi manakala troli B pula di hujung

landasan yang lebih rendah.

2. Lekatkan plastisin pada kedua-dua troli itu. Letakkan pita detik pada troli A dan troli B

seperti Rajah 7.22.

3. Apabila jangka masa detik masa dihidupkan, tolak sedikit troli A akan supaya bergerak

ke bawah landasan dengan halaju seragam dan berlanggar dengan troli B.

4. Selepas pelanggaran, kedua-dua troli bergerak bersama-sama dan gunakan pita detik

untuk menghitung halaju troli A dan troli B sebelum dan selepas pelanggaran.

5. Dengan menganggap jisim setiap troli ialah 1 kg, kira dan catatkan momentum sebelum

dan selepas pelanggaran dalam Jadual 7.4.

Pemerhatian:

Sebelum pelanggaran Jadual 7.4 Selepas pelanggaran

Jisim awal Jisim awal Halaju awal, Jumlah Jisim akhir, Halaju akhir, Jumlah
troli A, mA troli B, mB uA (ms–1) momentum mA + mB (kg) v (ms–1) momentum

(kg) (kg) awal, akhir,
mAuA + mBuB (mA + mB)v
(kg ms–1)
(kg ms–1)

Kesimpulan: Apakah kesimpulan yang boleh anda buat?
164 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Aktiviti 7.5

Mengkaji Prinsip Keabadian Momentum dalam letupan

Pernyataan masalah: Adakah jumlah momentum bagi suatu sistem tertutup adalah malar

dalam letupan?

Tujuan: Menunjukkan jumlah momentum bagi suatu sistem tertutup adalah malar dalam
letupan.

Radas: 2 buah troli, 2 buah jangka detik, pita detik, piston berspring, penukul, bekalan kuasa
a.u.12 V dan pembaris meter.

Bongkah kayu Ke bekalan kuasa a.u. 12 V
Troli A
Jangka masa detik
Pita detik

Piston Troli B
berspring Bongkah kayu
Rajah 7.23 Susunan radas

Prosedur:
1. Rapatkan troli A dan troli B di atas satu permukaan yang rata dan mampatkan piston

berspring pada troli B.
2. Ketuk pin pelepas pada troli B perlahan-­lahan untuk mengeluarkan piston berspring yang

memisahkan troli-­troli. Troli-­troli berlanggar dengan bongkah kayu.
3. Dengan menganggap jisim setiap troli ialah 1 kg, hitung dan catatkan momentum sebelum

dan selepas letupan dalam Jadual 7.5.

Pemerhatian:

Jadual 7.5

Sebelum Selepas pelanggaran
letupan
Jisim troli A, mA Jisim troli B, Halaju troli A, Halaju troli B, Jumlah
Jumlah (kg) mB (kg) vA (ms–1) vB (ms–1) momentum
momentum
akhir,
awal, p mAvA + mBvB
(kg ms–1)
(kg ms–1)

Kesimpulan: Apakah kesimpulan yang boleh anda buat?

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 165

Aktiviti 7.6

Tujuan: Mengkaji situasi yang melibatkan Prinsip Keabadian Momentum dalam kehidupan harian.

Arahan:

1. Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.

2. Setiap kumpulan akan diberikan beberapa contoh situasi yang mengaplikasikan Prinsip
Keabadian Momentum, iaitu:

(a) Pelancaran roket (c) Pergerakan seekor sotong
(b) Operasi enjin jet (d) Menembak menggunakan senapang

3. Kumpulkan maklumat berkaitan setiap situasi daripada pelbagai sumber seperti buku,
majalah, surat khabar atau Internet.

4. Persembahkan hasil dapatan anda menggunakan persembahan multimedia.

Aktiviti 7.7 STEM

Tujuan: Melancarkan sebuah roket air dengan menggunakan Prinsip Keabadian Momentum
dalam bentuk letupan.

Radas: Botol air plastik 1.5 L, pita selofan, gam, gunting, pisau, kertas tebal, pembaris dan
pelancar roket.

Arahan:

1. Jalankan aktiviti ini secara berkumpulan.

2. Murid dikehendaki mencari maklumat tentang teknologi
pelancaran roket daripada Internet, buku atau majalah.

3. Lakarkan pembinaan roket air yang ingin dibina.

4. Bina roket air berdasarkan lakaran.

5. Anda dan ahli kumpulan boleh membuat inovasi terhadap roket air

yang dibina seperti menambah pemasangan payung terjun. Gambar foto 7.5 Contoh
6. Buat pelancaran roket air di kawasan lapang. roket air

Fakta Sains

Semasa pelancaran roket dijalankan, campuran bahan api hidrogen dan oksigen terbakar dengan
letupan dalam kebuk pembakaran. Gas panas dalam enjin roket itu dilepaskan dengan kelajuan
yang sangat tinggi melalui ekzos. Kelajuan tinggi gas panas ini menghasilkan momentum yang
besar ke bawah. Berdasarkan Prinsip Keabadian Momentum, suatu momentum yang sama
tetapi arah bertentangan dihasilkan dan menggerakkan roket itu ke atas.

Uji Minda 7.3

1. Apakah definisi momentum?

2. Huraikan situasi yang melibatkan Prinsip Keabadian Momentum.

3. Sebuah troli A berjisim 500 g bergerak dengan halaju 2.0 ms–1 berlanggar dengan sebuah

troli B berjisim 400 g yang pegun. Jika troli B bergerak dengan halaju 1.0 ms–1 mengikut

arah gerakan troli A, berapakah halaju troli A selepas pelanggaran? 7.3.2

166 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

7.4 Impuls
7.4.1 Situasi melibatkan daya impuls

Perhatikan situasi-situasi yang melibatkan daya impuls.

Lesung dan alu diperbuat daripada bahan yang keras. Hal ini akan
memendekkan masa hentaman. Maka, daya impuls yang terhasil besar dan
membantu menghancurkan makanan di dalam lesung.

Pembuatan topi keledar daripada bahan yang lembut dan tebal di bahagian
dalamnya membantu memanjangkan masa hentaman jika berlaku
kemalangan.

Taman permainan kanak-kanak dilitupi dengan lantai sintetik yang lembut
dan tebal supaya dapat memanjangkan masa impak apabila kanak-kanak
terjatuh di atas lantai dan seterusnya mengurangkan daya impuls.

Rajah 7.24 Contoh situasi yang melibatkan daya impuls dalam kehidupan harian

Dapatkah anda nyatakan situasi-situasi lain yang melibatkan daya impuls? Bincang
bersama-sama rakan sekelas anda.

Aktiviti 7.8

Tujuan: Menjana idea tentang daya impuls daripada pelanggaran dan letupan.
Arahan:
1. Guru anda mempertontonkan tayangan video tentang pelanggaran yang melibatkan

tempoh masa yang berbeza.
2. Perhati dan banding bezakan impak pelanggaran bagi pelanggaran tempoh masa yang

singkat dan lama.
3. Bincang bersama-sama rakan adakah tempoh masa memainkan peranan dalam sebuah

impak pelanggaran?

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN 167

7.4.2 Impuls sebagai perubahan momentum

Gambar foto 7.6 menunjukkan seorang pemain pingpong
yang sedang memukul bola. Satu daya dikenakan ke
atas bola itu untuk sela masa, t dan menghasilkan
perubahan momentum ke atas bola pingpong apabila
bola itu bergerak ke arah yang berlawanan.

Impuls ialah perubahan momentum atau hasil
darab daya, F yang dikenakan pada objek
dengan jisim, m pada sela masa, t.

Hasil darab Definisi: Gambar foto 7.6 Seorang pemain
daya impuls Perubahan pingpong menghasilkan daya impuls
dan masa momentum
hentaman Formula:
Impuls Impuls

Kuantiti
vektor

Unit: kg ms-1
atau Ns

Rajah 7.25 Definisi impuls

7.4.3 Hubungan impuls, momentum dan daya impuls

Hukum Newton Kedua menyatakan bahawa kadar perubahan momentum berkadar terus
dengan daya, F yang bertindak ke atas objek itu dalam suatu masa, t.

Oleh itu, daya impuls ditakrifkan sebagai kadar perubahan momentum dalam perlanggaran

atau letupan. 7.4.2 7.4.3

168 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Terdapat dua faktor yang mempengaruhi daya impuls, iaitu perubahan momentum dan
masa hentaman.

Perubahan momentum Apabila perubahan momentum meningkat, daya
impuls meningkat.

Masa hentaman Apabila masa hentaman meningkat, daya
impuls menurun.

7.4.4 Masalah melibatkan daya impuls

Daya impuls terbahagi kepada daya impuls yang perlu dikurangkan dan daya impuls yang
perlu ditingkatkan seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 7.26 dan 7.27.

Dalam sukan lompat jauh, atlet perlu Tilam tebal digunakan dalam aktiviti lompat
membengkokkan lututnya ketika mendarat tinggi bagi memanjangkan masa pendaratan
di atas tanah. Hal ini bagi memanjangkan atlet. Hal ini akan mengurangkan daya impuls
masa hentaman supaya daya impuls boleh seterusnya mengurangkan kecederaan.
dikurangkan dan mengelakkan kecederaan.

Daya impuls yang
perlu dikurangkan

Polistirena digunakan dalam pembungkusan bagi
melindungi objek daripada kerosakan apabila objek
tersebut terjatuh dengan memanjangkan masa impak
terhadapnya.

Rajah 7.26 Daya impuls yang perlu dikurangkan 7.4.3 7.4.4
169
SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN

Seorang pakar dalam karate boleh Makanan seperti cili dan bawang boleh
memecahkan batu yang tebal dengan tangan ditumbuk menggunakan lesung batu. Alu
kosong yang bergerak dengan kelajuan lesung akan digerakkan ke bawah dengan
yang tinggi. Ketika pergerakan tangan yang kelajuan yang tinggi dan berhenti pada lesung
laju menghentam batu, daya impuls yang dalam tempoh masa yang singkat. Hal ini
dihasilkan tinggi dan mengakibatkan batu akan menghasilkan daya impuls yang besar
tersebut terbelah dua. dan seterusnya menghancurkan makanan
yang ditumbuk itu.

Daya impuls yang
perlu ditingkatkan

Sebiji bola sepak perlu mempunyai tekanan udara yang cukup
tinggi untuk memendekkan masa tindakan apabila ditendang
oleh pemain bola. Maka daya impuls yang terhasil adalah besar
dan membolehkan bola tersebut bergerak jauh.

Rajah 7.27 Daya impuls yang perlu ditingkatkan

Aktiviti 7.9

Tujuan: Mengkaji kesan daya impuls terhadap bahan mudah pecah dalam perkhidmatan
pembungkusan.
Arahan:
1. Anda diminta untuk mencari maklumat mengenai kaedah pembungkusan bahan mudah

pecah seperti telur dan peralatan elektrik.
2. Bincangkan tujuan pembungkusan tersebut dilakukan.
3. Kemudian, buat model daripada bahan terbuang bagi menunjukkan perbezaan kesan

daya impuls seperti penggunaan kertas tebal dan penggunaan beg plastik dalam
membungkus telur atau bahan lain yang mudah pecah.

Uji Minda 7.4

1. Apakah maksud daya impuls? 7.4.4
2. Bagaimanakah masa dapat mempengaruhi daya impuls? SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

170 DAYA DAN GERAKAN BAB 7

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN DAYA DAN GERAKAN Rumusan

Kuantiti fizik Momentum

Skalar Vektor Maksud Prinsip Keabadian
• Momentum, Momentum
• Mempunyai • Mempunyai
magnitud magnitud dan p = mv • Pelanggaran
sahaja arah • Letupan

• Terbahagi Impuls
kepada
paduan dan Maksud
leraian vektor • Perubahan

Daya momentum
atau hasil
Maksud Keseimbangan daya Penyelesaian masalah darab daya,
• Daya, F = ma • Paduan daya F yang
• Objek dalam • Leraian daya dikenakan
keadaan pada objek
pegun dengan jisim,
m pada sela
• Objek masa, t
bergerak Kuiz
dengan halaju Pantas 7
tetap
Boleh
dicapai pada
11/7/2019.

171

Refleksi Kendiri

Pada akhir bab ini, murid dapat mempelajari:

7.1 Kuantiti Skalar dan Kuantiti Vektor

Menerangkan dengan contoh maksud kuantiti skalar dan kuantiti vektor.

Memerihalkan paduan dan leraian vektor.

Menyelesaikan masalah yang melibatkan paduan dan leraian vektor.

7.2 Daya

Menjalankan eksperimen bagi mentahkikkan persamaan .
Memerihalkan keadaan keseimbangan daya.

Menyelesaikan masalah yang melibatkan paduan daya dalam kehidupan harian.

7.3 Momentum

Menerangkan momentum (p) sebagai hasil darab jisim (m) dan halaju (v), .

Berkomunikasi mengenai Prinsip Keabadian Momentum dalam satu dimensi bagi satu
pelanggaran dan letupan.

7.4 Impuls

Menerangkan tentang daya impuls dan beberapa contoh situasi yang melibatkan daya
impuls.

Memerihalkan impuls sebagai perubahan dalam momentum, iaitu .

Merumuskan daya impuls sebagai kadar perubahan momentum dalam perlanggaran

atau letupan yang berlaku dalam masa yang singkat, iaitu .
Menyelesaikan masalah yang melibatkan daya impuls.

172 DAYA DAN GERAKAN BAB 7 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Penilaian Sumatif 7

1. Rajah 1 menunjukkan seorang gadis berjisim 50 kg dalam sebuah lif.

Kirakan berat yang dialaminya jika lif itu:
(Pecutan oleh graviti, g = 10 ms–2)

(a) Dalam keadaan pegun Rajah 1
(b) Memecut 0.5 ms–2 ke atas
(c) Memecut 0.5 ms–2 ke bawah.

2. Berdasarkan Rajah 2, tentukan: 3 kg
4 kg
(a) Daya paduan, F
(b) Jisim yang bergerak, m Rajah 2
(c) Pecutan, a
(d) Tegangan tali, T

3. Sebuah objek dengan jisim 2 kg dikenakan daya ke atasnya menyebabkan objek
bergerak dengan halaju bertambah dari 1 ms–1 kepada 9 ms–1.
Kirakan impuls objek tersebut.

4. Halaju suatu objek yang berjisim 6 kg berubah dari keadaan pegun sebanyak 2 ms–1
dalam masa 6 s apabila dikenakan daya pada permukaan licin.
Apakah nilai daya tersebut?

5. Rajah 3 menujukkan sebuah helikopter menjatuhkan
kotak bantuan yang berjisim 60 kg pada kelajuan 12 ms–1.
Kotak tersebut mengambil masa 2 s untuk berhenti
apabila menyentuh permukaan tanah. Apakah magnitud
daya impuls yang bertindak terhadap kotak tersebut?

6. Seorang ahli sukan lompat galah dengan jisim 50 kg Rajah 3
mendarat di atas tilam tebal dengan daya yang
bertindak ke atasnya sebanyak 250 N dalam masa
2 s. Cari kelajuan penerjun itu sebelum mendarat di
atas tilam tersebut.

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 7 DAYA DAN GERAKAN Jawapan
Bab 7
Boleh
dicapai pada
11/7/2019.

173

• Bagaimanakah mencapai keseimbangan terma? • Terma
• Apakah maksud muatan haba tentu?
• Muatan haba tentu

• Haba pendam
tentu

174 HABA BAB 8 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

STANDARD KANDUNGAN

8.1 Keseimbangan Terma

8.1.1 Menjelaskan dengan contoh
mengenai keseimbangan terma.
8.1.2 Menerangkan aplikasi keseimbangan
terma dalam kehidupan.

8.2 Muatan Haba Tentu

8.2.1 Memerihalkan muatan haba tentu.
8.2.2 Menjalankan eksperimen untuk
menentukan muatan haba tentu
cecair dan pepejal.
8.2.3 Berkomunikasi tentang aplikasi
muatan haba tentu dalam kehidupan
dan fenomena semula jadi.

8.3 Haba Pendam Tentu

8.3.1 Memerihalkan haba pendam
pelakuran dan haba pendam
pengewapan.
8.3.2 Menjalankan eksperimen untuk
menentukan haba pendam tentu
pelakuran ais.
8.3.3 Menjalankan eksperimen untuk
menentukan haba pendam tentu
pengewapan air.
8.3.4 Membandingkan haba pendam tentu
pelakuran dan haba pendam tentu
pengewapan bagi satu bahan dari
segi ikatan antara molekul.
8.3.5 Berkomunikasi tentang aplikasi haba
pendam tentu dalam kehidupan
harian.

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 8 HABA 175

8.1 Keseimbangan Terma
8.1.1 Konsep keseimbangan terma

Mengikut teori kinetik jirim, bahan terdiri daripada zarah-zarah yang sentiasa bergerak
secara rawak. Apabila bahan dipanaskan, zarah dalam jasad yang panas mempunyai
tenaga terma yang lebih banyak berbanding dengan jasad yang sejuk seperti Rajah 8.1.

Zarah bagi objek panas Zarah bagi objek sejuk

Rajah 8.1 Tenaga haba dalam objek panas dan objek sejuk

Rajah 8.2 menunjukkan proses pemindahan tenaga haba berlaku sehingga mencapai
keseimbangan terma.

90 oC 30 oC 60 oC

AB AB AB

Sebelum sentuhan terma Semasa sentuhan terma Pada keseimbangan terma

• Objek A lebih panas • Tenaga haba akan berpindah • Kadar pemindahan tenaga
berbanding objek B. daripada objek A ke objek B. haba daripada objek A ke
objek B dan objek B ke
• Dalam masa yang sama, objek A sama.
tenaga haba juga berpindah
daripada objek B ke objek A. • Suhu kedua-dua objek
adalah sama.
• Kadar pemindahan tenaga
lebih tinggi daripada objek • Objek A dan objek B berada
yang lebih panas berbanding dalam keseimbangan terma.
dari objek yang lebih sejuk.

• Suhu objek A menurun
manakala suhu objek B
meningkat.

Rajah 8.2 Pemindahan haba untuk mencapai keseimbangan terma 8.1.1

176 HABA BAB 8 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

8.1.2 Aplikasi keseimbangan terma dalam kehidupan

Konsep keseimbangan terma dapat diaplikasikan dalam kehidupan harian. Berikut ialah
contoh penggunaan konsep keseimbangan terma.

Penggunaan termostat cerek elektrik
Apabila termostat berada dalam keseimbangan
terma dengan elemen pemanas cerek elektrik,
iaitu apabila air telah mendidih, arus elektrik akan
dimatikan secara automatik.

Menyukat suhu badan dengan menggunakan
termometer klinik
Apabila merkuri dalam bebuli termometer mencapai
keseimbangan terma dengan suhu badan, merkuri
berhenti mengembang dan suhu badan dapat diukur
dengan tepat.

Meningkatkan suhu susu yang sejuk
Susu ibu yang disejukkan dalam peti ais direndam
dalam air panas terlebih dahulu sehingga mencapai
keseimbangan terma.

Aktiviti 8.1

Tujuan: Memahami konsep keseimbangan terma.
Arahan:

1. Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2. Bincangkan aplikasi keseimbangan terma dalam alat seperti ketuhar dan peti sejuk.
3. Persembahkan hasil dapatan kumpulan anda dalam bentuk persembahan multimedia.

Uji Minda 8.1

1. Apakah maksud keseimbangan terma? 8.1.2
2. Berikan dua contoh aplikasi keseimbangan terma dalam kehidupan harian. 177

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 8 HABA

8.2 Muatan Haba Tentu
8.2.1 Konsep muatan haba tentu

Jika anda memanaskan sebuah kuali yang kosong, kuali itu akan cepat panas berbanding
dengan memanaskan kuali yang berisi air. Mengapakah perkara ini berlaku?

Perkara ini berkait dengan kemampuan sesuatu
bahan itu untuk memanas atau menyimpan tenaga haba.
Ini dikenali sebagai muatan haba.

Muatan haba bagi sesuatu objek ditakrifkan sebagai
kuantiti haba yang diperlukan untuk meningkatkan suhu

objek tersebut sebanyak 1 °C.

Dalam Rajah 8.3, air di dalam kuali mempunyai muatan
haba yang lebih tinggi kerana memerlukan lebih banyak
tenaga haba untuk meningkatkan suhunya sebanyak 1 °C
berbanding kuali kosong yang dipanaskan.

Muatan haba tentu pula ialah kuantiti fizik yang Rajah 8.3 Kuali kosong lebih cepat
digunakan untuk membanding muatan haba bagi suatu dipanaskan berbanding kuali yang
bahan jika jisimnya sama. Muatan haba tentu (c),
ditakrifkan sebagai kuantiti haba yang diperlukan untuk berisi air
menaikkan suhu 1 kg bahan sebanyak 1 °C atau 1 K.

Pengiraan muatan haba tentu boleh menggunakan
formula berikut:

c = Muatan haba tentu Fakta Sains
Q = Kuantiti haba yang diperlukan
m = Jisim bahan Bahan Muatan haba tentu
(J kg–1 °C–1)
= Perubahan suhu Badan manusia 3500
Udara 1000
Unit SI bagi muatan haba tentu ialah Aluminium 900
J kg–1 °C–1. Kaca 840
Besi 440
Sebagai contoh, muatan haba tentu bagi Kuprum 390
air ialah 4200 J kg–1 °C–1. Hal ini bermakna Plumbum 130
4200 J tenaga haba diperlukan untuk Merkuri 140
meningkatkan suhu 1 kg air sebanyak 1 °C. Air Batu 2100
Air 4200
Wap air 2000

Antara contoh nilai muatan haba tentu
bagi beberapa bahan.

178 HABA BAB 8 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Aktiviti 8.2

Tujuan: Menghasilkan poster mengenai muatan haba tentu bahan.
Arahan:
1. Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2. Cari maklumat mengenai nilai muatan haba tentu bagi pelbagai bahan yang berbeza.
3. Hasilkan satu poster dan tampalkan di sudut makmal anda.

Aktiviti 8.3

Tujuan: Membandingkan kenaikan suhu beberapa bahan berbeza dengan jisim sama yang
dipanaskan dengan kuantiti haba yang sama.

Radas: Bikar, termometer, jam randik, kaki retort, kasa dawai dan penunu Bunsen.

Bahan: 1 l air dan 1 l parafin. Termometer
Arahan:

1. Isikan dua buah bikar dengan 1 l air dan 1 l parafin 1l 1l
seperti Rajah 8.4. parafin air

2. Panaskan kedua-dua bikar tersebut selama Penunu Bunsen
5 minit dengan nyalaan yang sama. Rajah 8.4 Susunan radas

3. Catatkan bacaan suhu awal bagi kedua-dua bikar.
4. Ambil bacaan suhu akhir kedua-dua

bikar tersebut.
5. Catatkan perbezaan suhu awal dan suhu akhir.

Pemerhatian: Jadual 8.1

Jenis cecair Suhu awal (°C) Suhu akhir (°C) Perbezaan suhu (°C)
1 l air
1 l paraffin

Pentafsiran data:
Bincangkan perubahan kenaikan suhu dengan muatan haba tentu bahan tersebut.

Kesimpulan: Apakah kesimpulan yang anda boleh buat?

Aktiviti 8.4

Tujuan: Membincangkan hubungan antara bahan penebat dan konduktor haba dengan nilai
haba muatan tentunya.

Arahan:

1. Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2. Bincangkan bersama ahli kumpulan anda mengenai hubungan antara bahan penebat dan

konduktor haba dengan nilai muatan haba tentunya.
3. Persembahkan hasil perbincangan anda dalam bentuk persembahan multimedia. 8.2.1

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 8 HABA 179

8.2.2 Menentukan muatan haba tentu cecair dan pepejal

Eksperimen 8.1

Pernyataan masalah: Berapakah nilai muatan haba tentu suatu cecair?

Tujuan: Menentukan muatan haba tentu suatu cecair (air)

Radas: Pemanas rendam, bikar, termometer, kapas, jam randik, bekalan kuasa a.u 12 V,
kepingan polistirena, pengacau dan neraca elektronik.

Bahan: Air suling.

Prosedur: Pemanas Termometer
rendam Pengacau
1. Timbang jisim suatu bikar kosong dengan
pengacau dan rekodkan sebagai m1. Bikar

2. Isikan bikar tersebut dengan air sehingga Kapas
separuh penuh. Catatkan jisim baru, m2.
Kepingan
3. Balut bikar dengan sedikit kapas dan polistirena
letakkan di atas kepingan polistirena untuk
mengelakkan kehilangan haba Rajah 8.5 Susunan radas
ke persekitaran.

4. Letakkan pemanas rendam dan termometer ke

dalam air seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 8.5.

5. Catatkan suhu awal air, .

6. Hidupkan pemanas rendam serentak dengan jam randik dan kacau air secara berterusan

dengan menggunakan pengacau.
7. Catatkan suhu akhir air maksimum, selepas pemanas rendam dihidupkan selama t saat.
.
8. Kira perubahan suhu,

Pemerhatian:

Jadual 8.2

Jisim bikar kosong, m (kg)
1

Jisim bikar dengan air, m (kg)
2

Jisim air, m2 – m (kg)
1

Suhu awal, (°C)

Suhu akhir, (°C)

Perubahan suhu,
Kuasa pemanas rendam, P (W)

Tempoh pemanas rendam dihidupkan, t (s)

Pentafsiran data:
1. Kirakan tenaga haba yang dibebaskan oleh pemanas rendam,

2. Kirakan tenaga haba yang diterima oleh air,

3. Dengan menganggap tiada kehilangan haba ke persekitaran, haba dibebas = haba diserap,

Maka, muatan haba tentu, J kg–1 °C–1
HABA BAB 8 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4
Kesimpulan: Apakah muatan haba tentu air?
180

Eksperimen 8.2

Pernyataan masalah: Berapakah nilai muatan haba tentu suatu pepejal?

Tujuan: Menentukan muatan haba tentu suatu pepejal.

Radas: Pemanas rendam, termometer, kapas, neraca elektronik, Termometer
jam randik, bekalan kuasa a.u 12 V dan kepingan polistirena.

Bahan: Bongkah aluminium dan minyak. Bongkah
Prosedur: aluminium

1. Timbang sebuah bongkah aluminium Bekalan Kapas
berbentuk silinder dengan dua rongga kuasa a.u Minyak
dan catatkan jisimnya, m. 12 V

2. Balut bongkah aluminium itu dengan

kapas dan letakkan di atas kepingan Pemanas

polistirena untuk mengelakkan rendam Kepingan polistirena
kehilangan haba ke persekitaran.
Rajah 8.6 Susunan radas
3. Letakkan pemanas rendam ke dalam

salah satu rongga manakala termometer diletakkan dalam rongga yang lain seperti yang

ditunjukkan dalam Rajah 8.6.

4. Masukkan minyak ke dalam kedua-dua rongga bagi memastikan pemanasan yang sekata.

5. Catatkan suhu awal bongkah aluminium, .

6. Hidupkan bekalan kuasa dan mulakan jam randik secara serentak.
7. Matikan bekalan kuasa selepas t saat pemanasan dan catatkan suhu bacaan termometer

tertinggi, .

8. Kira perubahan suhu, .

Pemerhatian: Jadual 8.3
Jisim bongkah aluminium, m (kg)

Suhu awal, (°C)

Suhu akhir, (°C)

Perubahan suhu,
Kuasa pemanas rendam, P (W)
Tempoh pemanas rendam dihidupkan, t (s)

Pentafsiran data:
1. Kirakan tenaga haba yang dibebaskan oleh pemanas rendam,

2. Kirakan tenaga haba yang diterima oleh pepejal aluminium,

3. Dengan menganggap tiada kehilangan haba ke persekitaran, haba dibebas = haba diserap,

Maka, muatan haba tentu, J kg–1 °C–1

Kesimpulan: Apakah muatan haba tentu bongkah aluminium?

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 8 HABA 8.2.2
181

8.2.3 Aplikasi muatan haba tentu dalam kehidupan dan fenomena semula jadi

Peralatan di rumah

Pemegang diperbuat daripada bahan yang mempunyai muatan
haba tentu yang besar supaya:
• Boleh menyerap kuantiti haba yang tinggi.
• Kenaikan suhu yang rendah.
Oleh itu, pemegang tidak mudah panas dan boleh dipegang dengan
selamat.

Diperbuat daripada bahan yang mempunyai muatan haba
tentu yang kecil supaya:

• Suhu meningkat dengan cepat.

Rajah 8.7 Aplikasi muatan haba tentu dalam kehidupan

Penyejukan enjin kereta Fakta Sains

Dalam enjin kereta, air digunakan sebagai agen Perbezaan sifat fizikal bahan-bahan
penyejuk. Hal ini demikian kerana, muatan haba yang mempunyai muatan haba tentu
tentu air yang tinggi membolehkannya menyerap yang berbeza.
kuantiti haba yang tinggi daripada silinder enjin
tanpa mendidihkan air.

Air sejuk Kecil Muatan Besar
dialirkan haba tentu
melalui Suhu Suhu
blok enjin meningkat Dipanaskan meningkat

Rajah 8.8 Air sebagai agen penyejuk dengan Disejukkan dengan
dalam enjin kereta cepat perlahan
Suhu Contoh
menurun bahan Suhu
dengan menurun
cepat dengan
perlahan
Logam
Air, kayu

182 HABA BAB 8 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Bayu darat dan bayu darat Rajah 8.9 Bayu darat
Bayu darat berlaku pada waktu malam apabila darat
menyejuk dengan lebih cepat berbanding laut kerana
muatan haba tentu darat lebih rendah berbanding laut.

Bayu laut berlaku pada waktu siang apabila matahari
memanaskan permukaan darat dengan lebih cepat
berbanding permukaan laut kerana muatan haba tentu
darat lebih rendah berbanding muatan haba tentu laut.

Rajah 8.10 Bayu laut

Aktiviti 8.5

Tujuan: Membuat folio mengenai aplikasi muatan haba tentu.
Arahan:
1. Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2. Cari maklumat mengenai aplikasi muatan haba tentu dalam kehidupan harian seperti

radiator kereta, peralatan memasak serta fenomena semula jadi seperti kejadian bayu
darat dan bayu laut.
3. Persembahkan hasil dapatan kumpulan anda dalam bentuk folio.

Aktiviti 8.6 STEM

Sebuah rumah mempunyai bumbung yang memainkan peranan penting untuk
memastikan rumah berada dalam keadaaan terlindung daripada kesan panas matahari
dan air hujan. Kebanyakan rumah di kawasan kampung menggunakan atap zink sebagai
bumbung rumah. Namun masalah timbul pada waktu tengah hari kerana peningkatan
suhu mendadak menyebabkan ketidakselesaan kepada penghuni rumah tersebut. Hal ini
demikian kerana zink mempunyai muatan haba tentu yang kecil.

Arahan:

1. Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada enam orang murid.

2. Bincangkan penggunaan teknologi hijau dalam konsep muatan haba tentu untuk
menyelesaikan masalah yang diberikan.

3. Anda perlu membuat lakaran mengenai situasi yang diberikan berserta jalan penyelesaiannya.

Uji Minda 8.2

1. Apakah yang dimaksudkan dengan muatan haba tentu?

2. Terangkan perkaitan antara muatan haba tentu dengan kejadian bayu darat dan bayu laut.
8.2.3

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 8 HABA 183

8.3 Haba Pendam Tentu
8.3.1 Konsep haba pendam tentu pelakuran dan haba pendam
tentu pengewapan

Haba pendam ialah haba yang diserap atau yang dibebaskan pada suhu tetap semasa
perubahan keadaan jirim suatu bahan. Sebagai contoh, apabila air dipanaskan, suhunya
akan meningkat sehingga 100 °C. Sebaik sahaja air mula mendidih, suhunya akan kekal
malar pada 100 °C walaupun menyerap haba secara berterusan. Haba ini ialah tenaga
yang diperlukan untuk menukarkan air daripada cecair kepada gas.

Oleh sebab haba yang diperlukan untuk perubahan keadaan berlaku tanpa sebarang

kenaikan suhu, haba itu seolah-olah terpendam atau tersembunyi.

Haba diserap

Peleburan Pendidihan

Haba pendam Haba pendam
pelakuran pengewapan

Pembekuan Kondensasi

Pepejal (ais) Cecair (air) Gas (stim)

Haba dibebaskan
Rajah 8.11 Proses perubahan fasa

Ketika berlakunya proses perubahan dari satu fasa ke satu fasa, keadaan zarah
memenuhi ciri-ciri yang dinyatakan dalam Rajah 8.12.

Ciri-ciri perubahan fasa ke fasa

Berlaku pada suhu dan Suhu tetap Haba pendam diperlukan
tekanan tertentu

Rajah 8.12 Ciri-ciri proses perubahan fasa

Haba pendam tentu pelakuran ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk mengubah 1 kg
bahan daripada fasa pepejal kepada fasa cecair tanpa perubahan suhu atau sebaliknya.

Haba pendam tentu pengewapan ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk mengubah
1 kg bahan daripada fasa cecair kepada fasa gas tanpa perubahan suhu atau sebaliknya.

Formula

Perubahan Haba Unit Haba Perubahan
fasa pendam J kg–1 pendam fasa

daripada tentu tentu daripada
pepejal ke pelakuran pengewapan cecair ke

cecair gas

Rajah 8.13 Persamaan dan perbezaan haba pendam tentu pelakuran dan haba pendam tentu pengewapan

184 HABA BAB 8 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

Lengkung Pemanasan dan Penyejukan

Rajah 8.14 menunjukkan lengkung pemanasan bagi satu bahan yang dipanaskan pada

kadar yang tetap.

Suhu CD F
• Keadaan jirim: Cecair

AB • Haba diserap untuk E
meningkatkan tenaga
• Keadaan jirim: kinetik zarah
Pepejal
• Suhu meningkat
• Haba diserap untuk
meningkatkan D

tenaga kinetik DE
zarah
• Suhu meningkat • Keadaan jirim: Cecair dan gas
• Haba diserap untuk memutuskan

sepenuhnya ikatan antara zarah

B C • Suhu tetap

BC EF

• Keadaan jirim: Pepejal dan cecair • Keadaan jirim: Gas
• Haba diserap untuk memutuskan • Haba diserap untuk meningkatkan

sepenuhnya ikatan antara zarah pepejal tenaga kinetik zarah
• Suhu tetap • Suhu meningkat

Masa
A Rajah 8.14 Lengkung pemanasan

Rajah 8.15 pula menunjukkan lengkung penyejukan bagi satu bahan yang disejukkan
pada kadar yang tetap.

Suhu BC EF
A
• Keadaan jirim: Gas dan cecair • Keadaan jirim: Pepejal
• Haba dibebaskan untuk membentuk • Haba dibebaskan untuk menurunkan

daya ikatan antara zarah tenaga kinetik zarah
• Suhu tetap • Suhu menurun

BC DE

AB • Keadaan jirim: Cecair dan pepejal
• Haba dibebaskan untuk membentuk daya ikatan
• Keadaan jirim:
Gas antara zarah
• Suhu tetap
• Haba
dibebaskan DE
untuk
menurunkan CD
tenaga kinetik • Keadaan jirim: Cecair
zarah • Haba dibebaskan untuk menurunkan

• Suhu menurun tenaga kinetik zarah
• Suhu menurun
F
Rajah 8.15 Lengkung penyejukan Masa
8.3.1

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 8 HABA 185

8.3.2 Menentukan haba pendam tentu pelakuran ais

Eksperimen 8.3

Pernyataan masalah: Apakah nilai haba pendam tentu pelakuran ais?

Tujuan: Menentukan haba pendam tentu pelakuran ais.

Hipotesis: Ais dicairkan oleh haba yang dibebaskan oleh pemanas rendam.

Pemboleh ubah:

Dimanipulasi : Haba yang dibekalkan Pemanas Ais
Bergerak balas : Jisim ais rendam
Dimalarkan : Tempoh pemanasan
Radas : Bekalan kuasa, bikar, pemanas
rendam, corong turas, jam randik,

neraca elektronik dan kaki retort.

Bahan: Ais.

Prosedur: Bekalan kuasa
1. Sediakan susunan radas dan

bahan seperti Rajah 8.16.

2. Reset jisim bikar kosong

A dan B menggunakan Bikar A Bikar B
neraca elektronik kepada bacaan sifar.

3. Sambungkan bekalan kuasa Rajah 8.16 Susunan radas

dengan pemanas rendam pada bikar A sahaja.

4. Bikar B digunakan sebagai kawalan,

iaitu tiada pemanas rendam digunakan.

5. Hidupkan bekalan kuasa.

6. Apabila air mula menitis daripada corong turas pada kadar yang tetap, mulakan

jam randik.

7. Kumpul air yang turun dari corong turas di dalam bikar A dan B.
8. Matikan bekalan kuasa pemanas rendam dan jam randik serentak selepas t saat.

9. Timbang jisim air dalam kedua-dua bikar dengan menggunakan neraca elektronik.

Pemerhatian: Jadual 8.4

Data Nilai diperoleh
Kuasa pemanas rendam, P (W)

Masa pemanasan, t (s)

Jisim air daripada bikar A, mA (g)
Jisim air daripada bikar B, mB (g)
Jisim air dari ais yang melebur oleh pemanas, mA (g)

Pentafsiran data:
1. Kirakan haba pendam tentu pelakuran ais.
2. Mengapakah Set B tidak dibekalkan dengan alat pemanas?
3. Adakah ais atau air yang lebih efektif untuk menyejukkan air panas? Mengapa?

Kesimpulan: Apakah kesimpulan yang anda boleh buat?

8.3.2
186 HABA BAB 8 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

8.3.3 Menentukan haba pendam tentu pengewapan air

Eksperimen 8.4

Pernyataan masalah: Apakah nilai haba pendam tentu pengewapan air?

Tujuan: Menentukan nilai haba pendam tentu pengewapan air.

Hipotesis: Haba digunakan untuk menukarkan air kepada wap air.

Radas: Kaki retort, bikar, pemanas rendam, Kaki retort
bekalan kuasa, neraca elektronik dan
jam randik. Pemanas
rendam
Bahan: Air suling.

Prosedur: Bekalan kuasa

1. Susun radas seperti yang ditunjukkan

dalam Rajah 8.17.

2. Masukkan pemanas rendam sepenuhnya

dalam bikar yang berisi air dan letakkan Neraca
di atas neraca elekronik. elektronik
3. Hidupkan pemanas rendam untuk

memanaskan air sehingga takat didihnya. Rajah 8.17 Susunan radas

4. Apabila air mula mendidih pada kadar m
1
yang tetap, rekodkan bacaan neraca elektronik, dan mulakan jam randik. m2.
Selepas pemanasan selama t saat, hentikan jam jisim terakhir
5. randik dan rekodkan air,

Pemerhatian: Jadual 8.5

Data Nilai diperoleh

Kuasa pemanas rendam, P (W)

Masa pemanasan, t (s)

Jisim air apabila semua mula mendidih, m1 (g)
Jisim air selepas pemanasan, m2 (g)

Jisim air yang meruap, 1 2 (g)

Pentafsiran data:
1. Kirakan haba pendam tentu pengewapan air.
2. Mengapakah pemanas rendam mesti dimasukkan sepenuhnya ke dalam air semasa

eksperimen dijalankan?
3. Kesan melecur daripada wap air lebih teruk berbanding air mendidih. Mengapa?

Kesimpulan: Apakah kesimpulan yang anda boleh buat?

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 8 HABA 8.3.3
187

8.3.4 Perbandingan haba pendam tentu pelakuran dan haba pendam
tentu pengewapan

• Pepejal mula melebur. • Cecair mula mendidih.
• Haba pendam tentu • Haba pendam tentu

pelakuran diserap pengewapan diserap
oleh pepejal untuk oleh zarah cecair untuk
memutuskan ikatan memperoleh tenaga
antara zarah. kinetik yang lebih banyak
• Zarah bergerak bebas dan bergerak dengan
apabila keadaan lebih pantas.
fizikal berubah. • Tenaga haba yang
• Tenaga kinetik zarah diperoleh membolehkan
tidak berubah dan zarah-zarah dapat
suhu adalah tetap. mengatasi daya tarikan
antara molekul dan
Suhu terbebas sebagai gas
dan suhu adalah tetap.

F

Gas

Takat D E
didih
B C Cecair Cecair + gas
Takat Pepejal +
lebur A cecair

Pepejal

Masa

Peleburan t1 Pendidihan t2
bermula Peleburan bermula Pendidihan
lengkap lengkap

Rajah 8.18 Graf suhu melawan masa pemanasan 8.3.4

188 HABA BAB 8 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4

8.3.5 Aplikasi haba pendam tentu dalam kehidupan harian

• Minuman boleh disejukkan dengan menambahkan
beberapa ketulan ais.

• Hal ini demikian kerana apabila ais mencair, haba
pendam pelakuran diserap daripada minuman.

• Kuantiti haba diperlukan untuk menukarkan
beberapa ketulan ais kepada cecair.

• Suhu ais tidak berubah namun suhu
minuman menurun.

• Kotak polistirena digunakan untuk mengekalkan
kesegaran ikan.

• Kotak polistirena menghalang penyerapan haba
daripada persekitaran.

• Ais digunakan bagi menyejukan bahan di dalam
kotak dan menyerap haba pendam pelakuran
ketika proses pencairan berlaku.

• Kuantiti haba yang besar diperlukan untuk
menukarkan air kepada stim.

• Dengan menggunakan prinsip keabadian tenaga,
kuantiti haba yang besar dibebaskan apabila stim
terkondensasi menjadi air.

• Makanan seperti ikan, pau dan kek menerima
kuantiti tenaga haba yang besar apabila haba
pendam pengewapan stim dibebaskan daripada
stim yang terkondensasi.

• Peluh akan dikeluarkan oleh badan kita dengan
tujuan menyejukkan badan apabila kita melakukan
aktiviti-aktiviti berat.

• Hal ini kerana apabila peluh tersejat, haba dari
badan kita akan dibebaskan.

• Keadaan ini akan menyebabkan suhu badan
kita menurun.

SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4 BAB 8 HABA 189

Aktiviti 8.7

Tujuan: Mengkaji aplikasi haba pendam tentu dalam kehidupan harian.
Arahan:
1. Bentuk satu kumpulan yang terdiri daripada empat orang murid.
2. Setiap kumpulan diminta mencari maklumat serta mengkaji bagaimana konsep haba

pendam tentu diaplikasikan dalam kehidupan harian seperti:
(a) Sistem penyejukan dalam peti sejuk
(b) Menurunkan suhu badan dengan kain basah
(c) Wap air boleh menyebabkan kulit melecur
3. Laporkan kajian anda dalam bentuk persembahan multimedia.

Uji Minda 8.3

1. Nyatakan perbezaan haba pendam tentu pelakuran dan haba pendam tentu pengewapan
dari segi ikatan antara zarah.

8.3.5
190 HABA BAB 8 SAINS TAMBAHAN TINGKATAN 4