7.2 TENAGA KEUPAYAAN DAN TENAGA_GURU

Tenaga dan
Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga
Kinetik

Sains Tingkatan 3

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik

Tenaga Keupayaan Graviti

➢ Tenaga keupayaan ialah tenaga yang diperoleh oleh suatu objek yang
disebabkan oleh ketinggiannya dalam medan graviti.

Daya

Sesaran

Kerja dilakukan

➢ Kotak mendapat tenaga keupayaan graviti apabila kerja mengangkat kotak
dilakukan hingga ke satu aras ketinggian di atas permukaan Bumi.

➢ Tenaga keupayaan graviti bergantung kepada jisim dan ketinggian di atas
permukaan Bumi.

Tenaga keupayaan graviti = mgh

• m ialah jisim objek (dalam unit kg)
• g ialah pecutan disebabkan oleh graviti (dalam unit m s-2)
• h ialah ketinggian objek di atas permukaan Bumi (dalam unit m)

Sains Tingkatan 3

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik

Hubungan antara Kerja dengan
Tenaga Keupayaan Graviti

- Rajah di bawah menunjukkan objek yang berjisim m diangkat setinggi h secara

menegak dari permukaan Bumi.

Kerja yang dilakukan = Daya x sesaran pada arah daya
= Berat x tinggi diangkat
= (m x g) x h
= mgh

- Semua kerja yang dilakukan terhadap objek itu Berat
akan ditukarkan kepada tenaga keupayaan
graviti kerana tiada bentuk tenaga yang lain h
dihasilkan.

Tenaga keupayaan graviti = Kerja yang dilakukan

= mgh

Sains Tingkatan 3

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik

Tenaga Keupayaan Graviti

Contoh:

Seorang pelajar berjisim 60 kg lari menaiki tangga setinggi 5 m dalam 8 s. Hitungkan
tenaga keupayaan graviti yang diperoleh.

5m

Penyelesaian: Tenaga keupayaan graviti = mgh
= 60 kg x 10 m s-2 x 5 m
Kerja dilakukan = Daya x Jarak = 3 000 J

= (60 x 10) N x 5 m
= 600 N x 5 m
= 3 000 J

Kerja yang dilakukan = Tenaga keupayaan graviti

Sains Tingkatan 3

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik
Tenaga Keupayaan Graviti

Sains Tingkatan 3

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik

Tenaga Keupayaan Kenyal

Tenaga keupayaan kenyal ialah kerja yang dilakukan untuk memampat atau meregang
suatu bahan kenyal dengan sesaran x dari kedudukan keseimbangan.

1

Tenaga keupayaan kenyal = Fx

2

• F ialah daya regangan atau mampatan dalam unit N
• x ialah sesaran dari kedudukan keseimbangan dalam unit m

Tenaga keupayaan kenyal ialah tenaga yang tersimpan dalam suatu bahan kenyal yang
dimampatkan atau diregangkan.

Spring yang dimampatkan mempunyai Gelang getah yang diregangkan
tenaga keupayaan kenyal mempunyai tenaga keupayaan kenyal

Sains Tingkatan 3

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik

Hubungan antara Kerja dengan
Tenaga Keupayaan Kenyal

• Rajah di bawah menunjukkan satu spring diregangkan sebanyak x m dengan daya
F N.

• Perubahan nilai daya dari 0 N ke F N pada spring ditunjukkan dalam graf di bawah.

Daya (N)

F

Daya = 0 N Pemanjangan
spring, x m

Daya = F N 0 Regangan/

x Mampatan (m)

• Kerja yang dilakukan bersamaan luas di atas graf F-x.

Tenaga keupayaan kenyal = Kerja yang dilakukan

= Luas di atas graf

= 1 Fx
2

Sains Tingkatan 3

Tilam spring

Ammeter Aplikasi
Kekenyalan
Penyerap
kejutan

Penimbang
spring

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik

Tenaga Keupayaan Kenyal

Contoh:

Rajah di bawah menunjukkan satu spring dengan beban yang berjisim 0.5kg.
Pemanjangan spring itu ialah 6 cm. Cari tenaga keupayaan yang tersimpan di dalam
spring itu.

12 cm
5 kg

Penyelesaian:

Tenaga keupayaan kenyal = 1 Fx
2

= 1 x (5 kg x 10) N x (12 ÷ 100) m
2

1

= 2 x 50 N x 0.12 m

Sains Tingkatan 3 = 3J

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik
Tenaga Keupayaan Graviti

Sains Tingkatan 3

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik

Tenaga Kinetik

❑ Tenaga kinetik ialah tenaga yang disebabkan oleh gerakan.

❑ Sebarang objek yang bergerak mempunyai tenaga kinetik.

Contoh Kereta yang sedang bergerak

Elektron mengorbit atom
Bola boling bergerak ke arah lorong boling

❑ Tenaga kinetik bagi suatu objek dengan jisim m kilogram dan bergerak dengan
laju v meter per saat diberi oleh formula:

1

Tenaga kinetik = mv2

2

• m ialah jisim dalam unit kg
• v ialah halaju dalam unit m s-1

Sains Tingkatan 3

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik

Tenaga Kinetik

Contoh:

Seekor lembu yang berjisim 580 kg bergerak dengan halaju 50 m s-1, berapakah
tenaga kinetik yang dimiliki oleh lembu ini?

50 m s-1

580 kg

Penyelesaian:

Tenaga kinetik bagi lembu = 1
=
2 mv2

1 x 580 kg x (50 m s-1)2
2

= 725 000 J

Sains Tingkatan 3

Bab 7 : Tenaga dan Kuasa

7.2 Tenaga Keupayaan dan Tenaga Kinetik
Tenaga Kinetik

Sains Tingkatan 3

Bergantung Bergantung Bergantung
kepada kepada jisim kepada laju

ketinggian

Tenaga Sejenis tenaga Tenaga
keupayaan mekanikal kinetik

graviti

Bergantung Unit : Joule Tidak bergantung
kepada kekuatan kepada kekuatan

medan graviti medan graviti

TAMAT