5.2 Pelembapan dan Resonans Pdf

Standard Kandungan 5.2 : Norazah Beduroding SMKDARA

Pelembapan (Damping) dan Resonans

Standard Pembelajaran :

Di akhir pembelajaran
ini, anda dapat

5.2.1 Memerihalkan pelembapan dan resonans bagi
satu sistem ayunan atau getaran.

5.2.2 Mewajarkan kesan resonans terhadap
kehidupan.

I. Cetusan Idea Mengenai Pelembapan : Norazah Beduroding SMKDARA

1. Apakah yang akan berlaku kepada ayunan buaian selepas
beberapa ketika?
..........................................................................................................

2. Apakah yang menyebabkan kejadian di (1) berlaku?
.........................................................................................................

II. PELEMBAPAN

A. Pelembapan (Damping)
1. Maksud :
- Fenomena pengurangan amplitud ayunan
di dalam sistem yang bergetar / berayun
disebabkan kehilangan tenaga.
2. Di dalam situasi yang ideal (di dalam vakum) :
a) ayunan / getaran suatu sistem berlaku
berterusan.
b) tiada tenaga yang hilang dari sistem atau
diperoleh oleh sistem.
c) ini kerana tidak berlaku geseran antara
sistem bergetar / berayun dengan udara.

Norazah Beduroding SMKDARA

Dalam situasi vakum : Norazah Beduroding SMKDARA

Ayunan bandul

Tiada pelembapan berlaku
- Sistem berayun berterusan
- Tiada tenaga dipindahkan ke luar

dari sistem ayunan
- Amplitud ayunan malar /
seragam

3. Di dalam situasi sebenar, berlaku kehilangan tenaga
disebabkan oleh geseran atau rintangan sistem dengan
udara.

4. Apabila tenaga dalam sistem berkurang, amplitud juga
berkurang.

5. Tempoh dan frekuensi adalah malar / tidak berubah
semasa pelembapan berlaku.

Pelembapan dalam udara

Norazah Beduroding SMKDARA

6. Aktiviti 5.8 muka surat 184 Tarikh :..........................

a) Tujuan:
- Memerhatikan kesan fenomena pelembapan ke atas suatu sistem yang
berayun.

b) Radas :
- Bandul ringkas yang terdiri daripada beg plastik berisi gula pasir diikat
dengan panjang benang 120 cm, kaki retort dan pengapit-G.
Bahan :
- Gula pasir halus, kertas hitam dan pin tajam.

c) Susunan radas :

Norazah Beduroding
SMKDARA

d) Arahan : Norazah Beduroding SMKDARA

1. Sediakan susunan radas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah.

2. Tebuk satu lubang kecil di sebelah bawah beg plastik yang berisi gula

pasir dengan menggunakan mata pin yang tajam.

3. Sesar beg plastik itu ke sisi dan lepaskan supaya beg plastik itu

berayun dengan perlahan berhampiran dengan lantai.

4. Tarik kertas hitam dengan laju seragam secara perlahan-lahan di

bawah beg plastik itu.

5. Perhatikan corak yang dibentuk oleh gula pasir di atas kertas hitam.

6. Lakarkan corak yang dibentuk.

e) Perbincangan:
1. Apakah perubahan yang berlaku kepada amplitud ayunan beg plastik
berisi gula pasir semasa beg plastik itu diayunkan?

…………………………………………………………………………………..

2. Mengapakah ayunan beg plastik itu berhenti selepas suatu masa?
…………………………………………………………………………………..

f) Kesimpulan : Norazah Beduroding SMKDARA

Daripada eksperimen, suatu sistem yang berayun akan mengalami
………………………………kerana kehilangan ………………………………

akibat ……………………………………………dengan udara.

7. Sistem ayunan / getaran mengalami kehilangan tenaga sisebabkan
oleh :

a) Pelembapan Luaran (External damping)

- Tenaga hilang sebagai haba disebabkan oleh geseran udara..

b) Pelembapan Dalaman (Internal damping)

- Tenaga hilang sebagai haba disebabkan oleh mampatan dan
regangan zarah-zarah..

8. a) Ayunan bandul ringkas mengalami :
- pelembapan luaran yang ketara
- pelembapan dalaman yang tidak ketara.

b) Getaran spring :
- kedua-dua pelembapan luaran dan dalaman berlaku
dengan ketara.

9. Daya berkala :
a) Ialah daya yang bertindak pada selang masa yang
tertentu (berlaku sekali-sekala sahaja).
b) Ia tidak bertindak secara berterusan.
c) Tindakan daya luar yang berkala memindahkan tenaga
ke dalam sistem ayunan itu untuk menggantikan tenaga
yang hilang.
d) Sistem ayunan yang dikenakan daya luar berkala
dikatakan sedang melakukan ayunan paksa.

Norazah Beduroding SMKDARA

III. Resonans (Resonance) Norazah Beduroding SMKDARA

1. Resonans berlaku apabila suatu sistem dikenakan daya luar
menyebabkan sistem itu bergetar / berayun pada frekuensi
aslinya.

2. Daya getaran paksa bertindak terhadap sistem itu
menyebabkan ia mengalami ayunan paksa.

3. Frekuensi asli ialah frekuensi bagi suatu sistem bergetar
tanpa sebarang daya luar bertindak ke atasnya.

4. Aktiviti 5.9 muka surat 186 Tarikh :..........................

Tujuan :

- Mengkaji penghasilan resonans menggunakan Kit Tala
Bunyi dan bandul Barton .

A. Kit Tala Bunyi :

a) Radas :

- Kit tala bunyi yang terdiri daripada dua buah tala bunyi
dengan frekuensi yang sama, tukul dan tablet yang
dipasang dengan aplikasi meter bunyi.

b) Susunan radas :

Norazah Beduroding SMKDARA

c) Arahan : Norazah Beduroding SMKDARA

1. Sediakan susunan radas seperti yang ditunjukkan dalam
Rajah.

2. Buka aplikasi meter bunyi pada tablet dan perhatikan bacaan
yang dipapar untuk bunyi latar.

3. Ketuk tala bunyi P dengan tukul.
4. Jauhkan tala bunyi Q dari tala bunyi P tanpa menyentuh

lengannya.
5. Gunakan aplikasi meter bunyi untuk memerhatikan aras

kekuatan bunyi bagi tala bunyi P dan Q secara berasingan.

d) Perbincangan:

1. Adakah bunyi dikesan oleh tablet apabila berada berhampiran
dengan tala bunyi P dan Q?

…………………………………………………………………………………..

2. Mengapakah tala bunyi Q mengeluarkan bunyi walaupun tidak
diketuk. Terangkan.
…………………………………………………………………………………..

B. Bandul Barton :
a) Radas :

- Kaki retort, ladung loyang dan pengapit-G.
Bahan :
- Benang, tali halus, cawan kertas yang kecil dan pita

selofan

b) Susunan radas :

Norazah Beduroding SMKDARA

c) Arahan : Norazah Beduroding SMKDARA

1. Sediakan susunan radas seperti yang ditunjukkan dalam
Rajah.

2. Pastikan ladung loyang X dan ladung cawan kertas C
berada pada aras ufuk yang sama supaya kedua-dua
bandul ringkas itu mempunyai panjang yang sama.

3. Sesarkan bandul X dan lepaskannya.
4. Perhatikan ayunan bandul A, B, C dan D.
5. Kenal pasti bandul yang berayun dengan amplitud yang

paling besar.

d) Perbincangan:

1. Bandul yang manakah berayun dengan amplitud paling besar?
…………………………………………………………………………………..

2. Mengapakah bandul tersebut berayun dengan amplitud paling
besar?
…………………………………………………………………………………..

5. Kajian Fenomena Resonans
i. Tala Bunyi

1. Tala bunyi P dan Q mempunyai frekuensi yang sama.

2. Apabila tala bunyi P diketuk dengan tukul, ia telah
memaksa tala bunyi Q bergetar dalam resonans dengan P.

3. Tala bunyi P memindahkan tenaga kepada Q.

4. Tala bunyi Q bergetar Norazah Beduroding SMKDARA
a) pada frekuensi aslinya,
b) dengan amplitud maksimum.

5. Kajian Fenomena Resonans Norazah Beduroding SMKDARA
ii. Eksperimen Barton

1. Frekuensi asli bandul ringkas bergantung kepada panjang
bandul.

2. Apabila panjang bandul bertambah, tempoh ayunan juga
bertambah, tetapi frekuensinya berkurang ( f = 1/T).

3. Apabila bandul X diayunkan, tenaga daripadanya dipindahkan
ke bandul-bandul yang lain melalui benang, menyebabkan
bandul-bandul lain turut berayun.

4. Diperhatikan, selepas beberapa ketika, bandul X dan D
berayun pada fasa yang sama.

5. Bandul D mempunyai panjang yang sama dengan bandul X, maka
bandul D dipaksa untuk beresonans oleh bandul X :

a) pada frekuensi aslinya,

b) dengan amplitud maksimum.. Norazah Beduroding
SMKDARA

6. Resonans Yang Berfaedah Norazah Beduroding SMKDARA

A. Penerimaan siaran dari stesen pemancar yang jauh

a) Siaran TV dan radio diperoleh apabila talaan gelombang radio
mengalami resonans iaitu frekuensi stesen sama dengan
frekuensi pada saluran TV dan radio.

b) Contoh : Apabila sebuah radio yang baru dibeli ditala pada
frekuensi 90.1 MHz, radio itu mengeluarkan bunyi kerana
mengalami resonans dengan frekuensi stesen radio Hot.fm
yang menggunakan frekuensi tersebut.

B. Memasak / memanaskan makanan menggunakan
ketuhar gelombang mikro

Norazah Beduroding
SMKDARA

a) Molekul air di dalam makanan akan menerima tenaga daripada
gelombang mikro yang dipancar oleh pemancar gelombang itu.

b) Tenaga itu memaksa molekul air supaya bergetar pada frekuensi
aslinya, menyebabkan resonans berlaku.

c) Molekul air akan bergetar dengan amplitud paling maksimum.

d) Tenaga kinetik daripada getaran itu bertukar kepada tenaga
haba yang memanaskan / memasak makanan.

C. Penghasilan Bunyi Oleh Alat-alat Muzik Norazah Beduroding
SMKDARA

a) Mulut alat muzik berongga seperti saksofon, serunai dan

seruling ditiup dengan kekuatan tertentu.

b) Tiupan itu menyebabkan udara pada rongga alat muzik dipaksa
untuk bergetar pada frekuensi aslinya.

c) Resonans berlaku menyebabkan molekul udara bergetar dengan
amplitud paling maksimum.

d) Udara dalam rongga mengalami mampatan dan regangan yang
maksimum juga, lalu menghasilkan bunyi.

7. Resonans Memusnah (Destructive Resonance )

A. Resonans Jambatan Gantung Norazah Beduroding SMKDARA

a) Tiupan angin kuat memaksa tali dan lantai jambatan

berayun pada frekuensi aslinya.

b) Resonans berlaku.

c) Tali dan lantai jambatan bergetar dengan amplitud

maksimum.

d) Tenaga yang sangat besar menyebabkan tali jambatan

putus / dan lantai jambatan runtuh.

A. Resonans Jambatan Gantung Video

Runtuhan terbesar jambatan London Millennium Footbridge dibuka
gantung berlaku kepada pada bulan Jun 2000. Jambatan itu
Jambatan Tacoma Narrows mengalami ayunan di luar jangkaan
dalam tahun 1940 di apabila seramai 2 000 orang pejalan
Washington, Amerika Syarikat. kaki berjalan di atas jambatan
baharu tersebut.

Norazah Beduroding SMKDARA

B. Gempa bumi (Earthquake) Norazah Beduroding SMKDARA

a) Gelombang gempa
akan memaksa
objek-objek
untuk bergetar
pada frekuensi
aslinya masing-
masing.

b) Bangunan, tanah dan objek-objek akan bergetar / berayun
dengan amplitud maksimum.

c) Resonans akan berlaku menyebabkan tanah mengalami
mampatan dan regangan.

d) Bangunan akan retak atau runtuh.

C. Gelas kaca pecah oleh nyanyian penyanyi soprano

a) Penyanyi soprano mempunyai frekuensi suara nyanyian yang
amat tinggi iaitu kelangsingan suara yang tinggi.

b) Frekuensi yang langsing itu akan menggetarkan molekul kaca
gelas sehingga mencapai frekuensi asli molekul itu.

c) Resonans berlaku menyebabkan molekul kaca gelas dipaksa
untuk bergetar dengan amplitud paling maksimum.

d) Gelas kaca akan pecah.

Norazah Beduroding SMKDARA

D. Gelas kaca tinggi berisi air mengeluarkan bunyi

a) Bibir gelas yang diisi dengan air separuh penuh digeser perlahan-
lahan dengan sebatang jari yang basah pada arah ikut / lawan
jam.

b) Geseran jari pada bibir gelas menggetarkan molekul kaca gelas
dan memaksa air di dalam gelas untuk bergetar pada frekuensi
aslinya.

c) Selepas beberapa ketika, resonans berlaku menyebabkan
molekul air bergetar pada amplitud maksimum.

d) Gelas akan mengeluarkan bunyi.

*Dengan mengubah isi
padu air di dalam gelas,
kekuatan dan kelangsingan
bunyi yang dihasilkan oleh
gelas itu juga akan
berubah.

Norazah Beduroding SMKDARA

APA ITU SKALA RICHTER ?

• Skala Richter adalah skala untuk mengukur

kekuatan gempa bumi dengan julat 1
hingga 10 yang dibangunkan oleh Dr.
Charles Francis Richter pada tahun 1935.

0 – 1.9 Boleh dikesan dengan
alat seismografi

2.0 – 2.9 Objek tergantung
bergoyang

Norazah Beduroding SMKDARA

3.0 – 3.9 Gegaran seperti dilintasi
4.0 – 4.9 kenderaan berat
5.0 – 5.9
6.0 – 6.9 Tingkap pecah dan objek
kecil jatuh

Perabut berubah tempat
dan plaster dinding jatuh

Struktur bangunan
rosak

Norazah Beduroding SMKDARA

7.0 – 7.9 Bangunan beranjak dari
tapak, paip bawah tanah
pecah dan tanah retak

8.0 – 8.9 Bangunan / jambatan
runtuh
9 dan ke
atas MUSNAH
SELURUHNYA !!!

Norazah Beduroding SMKDARA

Jarum alat seismograf memplotkan graf magnitud
kekuatan gempa

Norazah Beduroding SMKDARA

Kesan gempa bumi di dasar laut Acheh pada

26 Dis 2004 dengan kekuatan 9.3 pada skala Richter

mencetuskan tsunami di laut yang meluluhlantakkan

tanah Acheh dan membunuh lebih 200 000 nyawa di

seluruh dunia Norazah Beduroding SMKDARA

Gempa bumi di Alaska pada Mei 2018 dengan
kekuatan 7 pada skala Richter

Norazah Beduroding SMKDARA

IV. Uji minda anda !!! :

asli resonans bunyi kuat sama frekuensi

1. Isi tempat kosong berikut dengan lima frasa di atas:

Apabila frekuensi (1) ……………………… turus udara adalah sama dengan

(2) ……………………………. getaran satu tala bunyi, (3)………………………………….

akan berlaku yang menghasilkan (4)………………………………………. Semasa

kejadian itu berlaku, tala bunyi dan turus udara adalah berkongsi

frekuensi getaran yang (5) ..……………………………………….

Norazah Beduroding SMKDARA

2

Rajah di atas menunjukkan sistem bandul Barton.
a) Mengapakan apabila bandul X mula berayun, bandul-bandul lain turut

berayun?
……………………………………………………………………………………………………………………………
b) Antara bandul A, B, C, D dan E, yang manakah akan berayun dengan
amplitud paling besar? Beri satu sebab bagi jawapan anda.
………………………………………………………………………………………………………………………….
c) Namakan fenomena di (b).
…………………………………………………………………………………………………………………………

Norazah Beduroding SMKDARA

Norazah
Beduroding
SMKDARA

3 Rajah menunjukkan sebuah ketuhar gelombang mikro
sedang digunakan untuk memasak makanan.
Terangkan bagaimana makanan itu dapat dimasak apabila
suis ketuhar dihidupkan.

[4 markah]

3 Jawapan : Norazah
Beduroding
SMKDARA

……………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………..

V. Latihan Formatif 5.2 Norazah Beduroding SMKDARA

1. Apakah maksud pelembapan?

………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………..

2. Lakarkan graf sesaran melawan masa bagi suatu sistem yang mengalami
pelembapan.

Norazah Beduroding SMKDARA

3. Nyatakan tiga contoh kesan resonans terhadap kehidupan manusia.

………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………..

4. Bagaimanakah pelembapan bagi suatu sistem ayunan dapat diatasi
dengan resonans?

………………………………………………………………………………………………………………………………..

………………………………………………………………………………………………………………………………..

VI. Latihan Pengukuhan Kertas 1 Norazah Beduroding SMKDARA

1. Rajah menunjukkan dua tala bunyi yang serupa diletakkan sebelah
menyebelah di dalam makmal. Apabila tala bunyi yang pertama diketuk,
getaran yang terhasil telah memaksa tala bunyi yang kedua bergetar
dengan amplitud maksimum.

Situasi yang manakah paling tepat menerangkan fenomena tersebut?

A Pelembapan
B Gema
C Resonans
D Modulasi

Norazah Beduroding SMKDARA

2. Rajah menunjukkan graf sesaran-masa bagi suatu ayunan
spring.

Spring itu sedang mengalami
A Resonans
B Ayunan paksa
C Pelembapan

3. Rajah menunjukkan 7 set bandul ringkas dipasang pada seutas
tali.

Manakah antara pernyataan berikut yang tidak benar?
A Apabila bandul X berayun, ia memindahkan tenaga kepada semua

bandul, menyebabkan bandul-bandul itu berayun.
B Bandul D akan berayun dalam resonans dengan bandul X.
C Bandul D akan berayun dengan amplitud terbesar.
D Semua bandul itu akan berayun secara berterusan tanpa berhenti.

Norazah Beduroding SMKDARA