Saing Tingkatan 5|Bab 5 Gerakan

Bab 5 : Gerakan

SAINS TINGKATAN 5

SAINS TINGKATAN 5

Gerakan
Kenderaan di

Atas Darat

Kenderaan Tidak Kenderaan
Berenjin Berenjin

Basikal Kereta Trak
Van Motosikal

Lori
Mesin rumput

Bas

Enjin Petrol Enjin Diesel Enjin Petrol Dua
Empat Lejang Empat Lejang Lejang

GEGANCU SAINS TINGKATAN 5
INJAK
STRUKTUR DAN
PRINSIP OPERASI
KENDERAAN TIDAK
BERENJIN

RANTAI BESI
HAB

2. Injap masuk SAINS TINGKATAN 5
terbuka
3. Injap
1. Omboh ekzos
bergerak ke tertutup

bawah 4. Campuran
petrol dan udara
disedut masuk

Lejang ini dikenali sebagai lejang aruhan

1. Injap masuk 2. Injap ekzos
tertutup tertutup

3. Omboh 4. Campuran
bergerak ke atas petrol dan udara

dimampatkan

Lejang ini dikenali sebagai lejang mampatan

3. Palam pencucuh
menghasilkan bunga api

1. Injap masuk 2. Injap ekzos
tertutup tertutup

5. Gas ekzos yang 4. Bunga api
menyebabkan
panas mengembang campuran petrol dan
dan menolak omboh udara termampat dan

ke bawah terbakar.

Lejang ini dikenali
sebagai

lejang kuasa

1. Injap masuk 2. Injap ekzos
tertutup terbuka

3. Omboh bergerak
ke atas dan menolak

gas ekzos keluar
daripada selinder

Lejang ini dikenali sebagai lejang ekzos

CARA MUDAH
MENGINGAT PRINSIP

OPERASI EMPAT
LEJANG

2. Injap masuk SAINS TINGKATAN 5
terbuka
3. Injap
1. Omboh ekzos
bergerak tertutup
ke bawah
4. Udara
disedut
masuk

Lejang ini dikenali sebagai lejang aruhan

SAINS TINGKATAN 5

1. Injap masuk 2. Injap ekzos
tertutup tertutup

3. Omboh 4. Udara
bergerak dimampatkan
ke atas dan tekanan
yang tinggi
terhasil dan
meningkatkan
suhu udara

Lejang ini dikenali sebagai lejang mampatan

3. Pemancit menyemburkan diesel ke dalam selinder dan SAINS TINGKATAN 5
diesel bercampur dengan udara panas.

1. Injap masuk 2. Injap ekzos
tertutup tertutup

5. Gas ekzos yang 4. Haba yang
termampat akan
panas mengembang membakarkan
dan menolak omboh campuran diesel dan

ke bawah udara

Lejang ini dikenali
sebagai

lejang kuasa

Lejang ini dikenali sebagai lejang kuasa

1. Injap masuk SAINS TINGKATAN 5
tertutup
2. Injap ekzos
3. Omboh bergerak terbuka
ke atas dan menolak

gas ekzos keluar
daripada selinder

Lejang ini dikenali sebagai lejang ekzos

SAINS TINGKATAN 5

INGAT LAGI CARA
MENGINGAT
PRINSIP OPERASI
EMPAT LEJANG

SAINS TINGKATAN 5

Bahan api diesel Menggunakan
pemancit

Enjin Hanya udara Kuasa lebih besar
diesel disedut masuk ke dan lebih cekap
empat
lejang dalam selinder

Bunyi yang kuat Kenderaan berat
dihasilkan seperti trak,lori

dan bas

4. Mampatan campuran SAINS TINGKATAN 5
petrol dan udara dinyalakan
oleh bunga api daripada 2. Campuran
palam pencucuh petrol dan udara
dan terbakar masuk ke dalam
salur
3. Omboh pemindahan
bergerak ke atas
dan 1. Salur masuk
memampatkan terbuka dan
campuran petrol campuran petrol
dan udara yang dan udara yang
berada dalam baharu masuk ke
selinder dalam engkol

Lejang ini dikenali sebagai lejang ke atas

4. Salur ekzos dibuka SAINS TINGKATAN 5
dan gas ekzos daripada
pembakaran campuran 3. Salur pemindahan
petrol dan udara keluar dibuka dan campuran
melalui salur ekzos petrol dan udara yang
berada dalam kebuk
1. Gas ekzos yang engkol ditolak ke dalam
terhasil daripada selinder
pembakaran
mengembang dan 2. Salur masuk
menolak omboh ke ditutup
bawah

Lejang ini dikenali sebagai lejang ke bawah

Enjin petrol dua lejang SAINS TINGKATAN 5

Tidak mempunyai injap Melibatkan dua lejang Campuran petrol dan
sahaja minyak pelincir
menyebabkan

pembakaran kurang
lengkap

Menghasilkan asap Enjin petrol yang kurang Kuasa kecil dan kurang
ekzos hitam yang efisien cekap

banyak

1. Hasil gerakan SAINS TINGKATAN 5
omboh memutarkan
aci engkol

3. Hasil putaran
gear menyebabkan

gandar dan roda
kereta berputar

2. Hasil putaran aci
engkol

menyebabkan gear
berputar

Jarak ialah panjang lintasan gerakan satu objek.

Unit SI bagi jarak ialah meter (m)

Kereta bergerak sejauh10100m0m dalam masa 10 saat

Laju ditakrifkan sebagai kadar perubahan jarak iaitu jarak yang
dilalui suatu objek per unit masa

Unit SI bagi laju ialah meter per saat ( − )

Laju == ℎ 100 = 10 −1
10

Laju, Halaju dan Pecutan

Sesaran ialah jarak di antara dua lokasi yang diukur sepanjang lintasan terpendek yang
menyambungkan kedua-dua lokasi tersebut dalam arah tertentu.

Unit SI bagi sesaran ialah meter (m)

Halaju ditakrifkan sebagai kadar perubahan jarak dalam arah tertentu atau jarak yang

CONTOH dilalui per unit masa dalam arah tertentu

Adam berjalan dari rumahnya ke sekolah yang berjarak 80 m, dalam masa 20 saat.

Akedasmekdoalarhi =
=Halaju 80
20
rumah
Kemudian dia
berpatah balik ke

rumahnya. = −

Halaju Adam dari sekolah ke rumah = = − −


Unit SI bagi halaju ialah meter per saat ( − )

Laju, Halaju dan Pecutan Arah asal di kira positif
manakala

Arah yang sebaliknya di
kira negatif

Pecutan ditakrifkan sebagai kadar perubahan halaju atau halaju
sesuatu objek yang berubah dengan masa

Pecutan = = −


60 −0
= 30

= −

Unit SI bagi pecutan ialah meter per saat per saat ( − )

Sebuah bas daripada keadaan rehat

bergerak ke lokasi Q dengan halaju
− dalam masa 30 saat.

Berapakah pecutan bas tersebut?

Laju, Halaju dan Pecutan

1. Seorang pelari pecut 200m mengambil masa 12 saat untuk sampai ke garisan
penamat. Apakah kelajuan beliau?

Laju = = = . −


2. Sebuah kereta bergerak daripada keadaan rehat. Dalam masa 8s yang pertama,
jarak yang dilaluinya ialah 24m. Berapakah halaju puratanya dalam masa 8 s itu?

Halaju = = −

=

3. Sebuah lori sedang bergerak dengan halajunya bertambah dari − ke
− dalam masa 5 s. Nyatakan pecutan lori tersebut.

Pecutan = = − = −


Masalah penghitungan
laju, halaju dan

pecutan objek yang
bergerak

Troli Pita detik dipasang pada jangka
masa detik dan troli.Jangkamasa
Jangka detik boleh mencetak titik-titik di
masa detik
atas pita detik semasa troli
Bongkah bergerak.
kayu

Penentuan halaju dan Halaju dan pecutan objek yang bergerak boleh
pecutan objek yang ditentukan melalui aktiviti yang menggunakan
sejenis alat yang dikenali sebagai jangka masa
bergerak
detik

Penentuan halaju dan Halaju malar/ Halaju seragam
pecutan objek yang
Troli memecut/Halaju
bergerak bertambah

Nyahpecutan
(pecutan berkurang)/

Halaju berkurang

Troli bergerak perlahan dan
kemudian menambahkan kelajuan

Pelbagai corak pada pitak detik boleh di
hasilkan melalui pelbagai jenis gerakan

yang dihasilkan oleh troli.

Halaju Halaju Halaju
malar/halaju berkurang/ bertambah/
Nyahpecutan
seragam/ Pecutan
pecutan sifar bertambah

Penentuan halaju dan Semua pita detik yang diperolehi boleh di
pecutan objek yang potong kepada jalur-jalur dan tampalkannya
secara saling bersebelahan untuk membentuk
bergerak
satu carta jarak melawan masa

1.Rajah di bawah menunjukkan sebahagian daripada pita detik troli yang bergerak.
Pita detik menggunakan Hz 50 a.c. Apakah halaju troli itu.

15 cm

1 titik Terdapat 10
1 detik detik dalam
pita detik ini

Halaju = = −
.
=

Satu detik

Masalah penghitungan mewakili saat
halaju dan pecutan
objek yang bergerak
dengan pita detik atau 0.02 saat

2. Rajah di bawah menunjukkan dua jalur pita detik yang diperolehi daripada satu
eksperimen menggunakan pita detik 50 Hz ac bekalan. Kira pecutan troli

20 cm pada awal pergerakan 5 cm selepas 10 saat

Halaju awal = = − Halaju akhir = = −
. .

Pecutan = = − = − −


Masalah penghitungan Nilai negatif
halaju dan pecutan menunjukkan
objek yang bergerak nyahpecutan
dengan pita detik atau pecutan

berkurang

3. Rajah di bawah menunjukkan jalur pita detik yang diperolehi daripada satu
eksperimen menggunakan pita detik 50 Hz ac bekalan. Setiap pita detik terdiri
daripada 10 detik.

2 cm 4 cm 6 cm 8 cm

a) Kira halaju awal b) Kira halaju akhir b) Kira pecutan

Halaju awal = Halaju akhir = Pecutan =
. .
(halaju jalur keempa=t) −
(halaju jalur pertama) = −
− .
= −

Masalah penghitungan =
halaju dan pecutan .
objek yang bergerak
dengan pita detik = −

Kecenderungan untuk Jika kereta yang Apabila kereta bergerak
menentang sebarang bergerak itu di dengan tiba-tiba daripada
perubahan keadaan berhentikan secara keadaan rehat, badan
asalnya sama ada jasad tiba-tiba,kita akan kita akan terhumban
itu dalam keadaan rehat terhumban ke hadapan Ke belakang.
atau sedang bergerak di pula
kenali sebagai INERSIA

Pernahkan anda
mengalami situasi

ini

Apabila kadbod ditarik, Apabila kayu di bawah Penumpang akan
duit syiling jatuh ke dikeluarkan, kayu diatas terhumban ke hadapan
dalam gelas. Inersia masih kekal tersusun rapi apabila bas berhenti
pada duit syiling cuba secara tegak. Inersia pada secara tiba-tiba.
mengekalkan keadaan kayu cuba mengekalkan Inersia pada penumpang
pegunnya keadaan pegunnya cuba mengekalkan
keadaan asalnya

PALANG Tin yang berisi pasir
mempunyai jisim yang lebih
TIN TIN
KOSONG BERISI besar berbanding tin
PASIR kosong

Maka tin yang berisi pasir akan
mengambil masa yang lebih lama
untuk berhenti berayun berbanding
tin kosong sekiranya ke dua-dua tin
diayunkan pada masa yang sama

Ini menunjukkan bahawa semakin
bertambah jisim, semakin
bertambah inersianya.

Pertambahan jisim menyukarkan
untuk menggerakkan atau

memberhentikan sesuatu objek
disebabkan oleh kesan inersia.

Tali pinggang keledar menghalang badan pemandu dan
penumpang terhumban ke hadapan semasa
perlanggaran

Beg udara menghalang pemandu terhumban keluar
dari kereta

Alas kepala melindungi kepala dan leher daripada
tercedera semasa kemalangan

Menepati had bilangan penumpang sesebuah kenderaan
. Jisim yang terlau besar akan meningkatkan kesan
inersia dan sukar diberhentikan secara berkesan.

Sesuatu objek yang bergerak mempunyai
momentum

Momentum sesuatu objek ditakrifkan
sebagai hasil darab jism objek,m dengan
halaju objek, v

Unit momentum ialah − . Momentum
merupakan kuantiti vektor yang mempunyai
arah tertentu

Apabila tiga blok kayu Ini Pertambahan Pertambahan Pertambahan
digunakan, troli berlanggar menunjukkan kecondongan halaju jarak
dengan bongkah kayu dan
jarak anjakan bongkah kayu apabila landasan menyebabkan anjakan
ialah 5 cm. bilangan kayu pula
menambahkan jarak
blok kayu anjakan menyebabkan
bertambah, halaju troli bongkah
kecondongan tersebut momentum
kayu troli
landasan bertambah
bertambah bertambah

BLOK Apabila dua blok kayu digunakan Kesimpulannya, semakin 5 cm
KAYU pula, troli berlanggar dengan Bertambah halaju, 2 cm
bongkah kayu dan jarak anjakan Semakin bertambah
BLOK bongkah ialah 2 cm momentum
KAYU

Apabila dua troli Ini menunjukkan Pertambahan Pertambahan
apabila bilangan jisim menyebabkan jarak anjakan
digunakan, troli
troli bertambah, jarak anjakan kayu pula
berlanggar dengan jism bertambah bongkah kayu
menyebabkan
bongkah kayu dan jarak bertambah
momentum troli
bertambah

anjakan bongkah kayu

ialah 5 cm.

BLOK Apabila satu troli digunakan Kesimpulannya, semakin 5 cm
KAYU pula, troli berlanggar dengan Bertambah jisim, 2 cm
bongkah kayu dan jarak anjakan Semakin bertambah
BLOK bongkah ialah 2 cm momentum
KAYU

Aktiviti ini membuktikan bahawa jumlah a)Bebola yang berada di hujung

momentum di abadikan dalam suatu letupan atau buaian ditarik ke tepi dan
dilepaskan untuk berayun semula
perlanggaran dan diringkaskan dalam bentuk dan berlanggar dengan bebola
kedua lalu berhenti
formula m = jisim
b) momentum dipindahkan ke bebola
u = halaju awal ketiga dan seterusnya ke bebola
keempat. Bola keempat terus
+ = + V = halaju akhir memindahkan momentum ke bola
yang terakhir
d) Bebola terakhir berayun dengan
kelajuan yang sama seperti bebola
pertama. Proses ini berulang
sehingga sistem ini hilang
disebabkan rintangan udara dan
geseran.

Jumlah momentum sebelum perlanggaran = Jumlah momentum selepas perlanggaran

1. Sebuah kereta dengan jisim 1500 kg bergerak dengan halaju 20m − . Apakah momentum
kereta tersebut?

= 1500 x 20
= 30000 Kg −

2. Bola A dengan jisim 2 kg bergolek dengan halaju 4ms-1 berlanggar dengan bola B berjisim
3kg dengan halaju 2ms-1. Selepas perlanggaran , kedua-dua bola terpisah dalam arah
bertentangan dengan bola A yang bergerak dengan halaju 2ms-1. Apakah halaju bola B
selepas perlanggaran?

Jumlah momentum sebelum perlanggaran = Jumlah momentum selepas perlanggaran

+ = +

(2 x 4) + (3 x (-2) = (2 x (-2) + (3 x )
2 = - 4 + 3
6 = 3
= −

Peluru Akan tetapi Maka peluru dari
mempunyai jism halaju peluru senapang
lebih tinggi mempunyai
yang kecil berbanding
berbanding anak panah momentum yang
anak panah besar berbanding
anak panah dari

busur

Lori mempunyai Gajah mempunyai meomentum sifar
dan harimau mempunyai momentum
momentum yang lebih yang tinggi walaupun jisim gajah lebih
tinggi berbanding harimau.
besar berbanding
Ini adalah kerana halaju gajah adalah
kereta. Ini adalah sifar kerana tidak bergerak manakala
halaju harimau adalah tinggi kerana
kerana lori mempunyai bererak dengan pantas

jisim yang besar

Kadar perubahan Di gunakan untuk
momentum yang menghentak cerucuk
ke dalam tanah di
besar ini
menghasilkan daya tapak pembinaan
yang sangat besar
untuk menghentak
cerucuk masuk ke

dalam tanah

Maka momentum Penghentak
yang besar terhasil dinaikkan ke aras

Disebabkan jisim tinggi dan
penghentak dan dilepaskan.
halaju gerakkannya
CERUCUK
tinggi,

Bahagian Bahagian mudah remuk ini Bahagian
hadapan yang memanjangkan masa perlanggaran. belakang
mudah remuk Ini menyebabkan kadar perubahan momentum yang mudah
lebih rendah dan daya yang terhasil juga
Dikurangkan dan impak kemalangan dapat dikurangkan remuk

Bamper yang boleh Ruang badan Bamper yang boleh
menyerap tenaga yang kukuh menyerap tenaga

hentaman hentaman

Tekanan ditakrifkan sebagai daya normal
per unit luas permukaan

100 g Apabila bongkah kayu dengan 50 g pemberat yang di
pasang di atas hujung bongkah kayu di letakkan di
50 g atas plastisin,
PAPAN
kedalaman lekuk plastisin berukuran 1 cm terbentuk
setelah pemberat dan bongkah kayu dialihkan.

Apabila bongkah kayu dengan 100 g pemberat yang
di pasang di atas hujung bongkah kayu pula di
letakkan di atas plastisin,

kedalaman lekuk plastisin berukuran 2 cm pula
terbentuk setelah pemberat dan bongkah kayu
dialihkan.

Semakin bertambah bilangan pemberat,
semakin bertambah daya yang bertindak ke
atas plastisin.

Semakin bertambah daya yang bertindak ke

atas plastisin, semakin bertambah kedalaman

5 lekuk plastisin

c Kesimpulannya, semakin bertambah daya,
m semakin bertambah tekanan

PAPAN
HUBUNGAN ANTARA TEKANAN DENGAN DAYA

50 g Apabila bongkah kayu dengan 50 g pemberat yang di
pasang di atas hujung bongkah kayu di letakkan di
50 g atas plastisin,

kedalaman lekuk plastisin berukuran 1 cm terbentuk
setelah pemberat dan bongkah kayu dialihkan.

Apabila bongkah kayu dengan 50 g pemberat yang di
pasang di atas hujung bongkah kayu dengan susunan
yang berbeza pula di letakkan di atas plastisin,

kedalaman lekuk plastisin berukuran 0.5 cm pula
terbentuk setelah pemberat dan bongkah kayu
dialihkan.

5 Semakin bertambah luas permukaan bongkah
kayu yang bersentuhan dengan plastisin,
c semakin berkurang kedalaman
m lekuk plastisin

Kesimpulannya, semakin bertambah luas
permukaan yang dikenakan,
semakin berkurang tekanan

PAPAN PAPAN
HUBUNGAN ANTARA TEKANAN DAN LUAS PERMUKAAN

CONTOH APLIKAI TEKANAN DALAM Pisau mempunyai sisi yang sangat tajam Mata tajam paku dengan Kasut yang bertumit
KEHIDUPAN SEHARIAN untuk pemotongan. Ini menyebabkan luas permukaan yang kecil rendah mempunyai tekanan

pemotongan lebih mudah kerana sisi pisau menyebabkan ia mudah yang kurang dan kurang
bertindak ke atas luas permukaan yang kecil. dibenam ke dalam dinding berasa sakit kaki

berbanding individu yang
memakai kasut bertumit

tinggi

Lebih mudah untuk mengangkat beg dengan Tapak kasut peluncur ais di perbuat daripada Tayar yang besar pada traktor
pemegang beg yang lebar kerana daya yang satu jalur besi yang lebar supaya tekanan mempunyai luas permukaan yang
disebarkan secara seragam pada permukaan besar yang merendahkan tekanan.
yang kecil dikenakan pada permukaan ais. Ini Ini membolehkan traktor bergerak di
itu membolehkan peluncur ais bergerak dengan
lebih pantas. atas tanah berlumpur

MASALAH PENGHTUNGAN BERKAITAN TEKANAN

1. Satu pasu dengan luas permukaan 0.02m2 diletakkan di atas meja. Jika berat pasu adalah 10N,
hitungkan tekanan yang dikenakan oleh pasu di atas meja?

=
.

= 500 N

2. Ravi di beri sebongkah kayu yang mempunyai berat 2N. Bongkah kayu itu mempunyai dimensi 5cm, 10
cm dan 5 cm. Bongkah kayu diletakkan di atas meja pada dua kedudukan yang berlainan seperti
ditunjukkan dalam Rajah. Hitungkan
a) Tekanan maksimum yang boleh dikenakan ke atas meja?
b) Tekanan minimum yang boleh di kenakan ke atas meja?

= 10 cm 5 cm
. . 10 cm 5 cm

= 800 N

5 cm
.. .
=

= 400 N

Keadaan ini disebabkan Rajah menunjukkan
oleh tekanan pemindahan tekanan
dipindahkan dalam semua arah di
menerusi cecair dengan dalam sebuah kelalang
nilai yang sama ke plastik.
semua arah dalam satu
sistem yang tertutup Apabila omboh
ditolak, daya di
Prinsip ini di kenali kenakan
sebagai prinsip Pascal ke atas air
atau
Ini menyebabkan air
terpancut keluar
daripada lubang
kelalang

Apabila satu daya kecil, di kenakan pada omboh kecil, suatu tekanan, di hasilkan di omboh
kecil

OPERASI SISTEM HIDRAULIKTekanan, di pindahkan menerusi cecair

Tekanan,T e k anan,
dan bertindak pada omboh yang lebih besar, secara seragam serta menghasilkan suatu daya
yang besar, . dan berupaya mengangkat objek

yang besar dan berat walaupun menggunakan daya

yang kecil.

Daya Prinsip pemindahan cecair ini lazimnya di gunakan Daya
dalam operasi sistem hidraulik yang

menggunakan Prinsip Pascal.

Omboh Tekanan input (omboh kecil) = Tekanan output (omboh besar) Omboh besar,
kecil,
=
Tekanan, =

Tekanan, Tekanan,

2. Rajah dibawah menunjukkan suatu sistem hidraulik ringkas dengan omboh kecilnya yang

mempunyai luas 1 c dan di kenakan daya W N. Jika 60 N daya terhasil pada omboh
besar yang mempunyai luas 10c , Kirakan nilai daya W N?

Tekanan input (omboh kecil) = Tekanan output (omboh besar)

=

= W=6N

2. Rajah dibawah menunjukkan suatu sistem hidraulik ringkas dengan omboh kecilnya yang
mempunyai luas 0.2 di kenakan daya 10 N. Berapakah daya yang terhasil pada omboh
besar yang mempunyai luas 2 ?

Tekanan input (omboh kecil) = Tekanan output (omboh besar)

=

. = F = 100 N

MASALAH PENGHITUNGAN BERKAITAN SISTEM HIDRAULIK

5.Daya geseran antara kasut brek dengan piring 2.Omboh selinder utama di
keluli dan brek drum menyebabkan putaran roda tolak ke dalam dan

diperlahankan atau diberhentikan. suatu tekanan di kenakan
pada minyak brek
6.Spring akan menggerakkan kepingan brek atau
kasut brek ke kedudukan asalnya apabila pedal brek

dilepaskan

tekanan

4.Tekanan ini menyebabkan tekanan
kasut brek pada keempat –
empat roda tertekan ke atas tekanan 3.Tekanan dipindahkan 1.Apabila pedal brek di tekan
piring keluli di hadapan dan secara seragam oleh

brek dram di belakang minyak brek melalui paip-
paip logam ke selinder
Kasut
brek brek pada keempat roda
kereta

Selinder brek

APLIKASI SISTEM HIDRAULIK DALAM KEHIDUPAN HARIAN