FIZIK T5 B1(1.1 DAYA PADUAN)

DAYA DAN GERAKAN II Bagaimanakah daya
paduan ditentukan?
Bagaimanakah satu daya
boleh dileraikan kepada
dua komponen?
Bagaimanakah daya-daya
dalam keseimbangan
diwakili oleh gambar rajah
vektor?
Apakah factor-factor yang
mempengaruhi pemalar
spring?

BAB

1

Jambatan gantung Langkawi
terletak di puncak Gunung
Mat Cincang di Pulau
Langkawi, Kedah. Jambatan
ini merupakan laluan
pejalan kaki melengkung
yang terpanjang di dunia.

Rentang jambatan

sepanjang 125 m digantung

menggunakan lapan utas

kabel pada satu pilon

sahaja. Walaupun pilon

dengan ketinggian 81.5 m

dalam keadaan condong

dan rentang jambatan itu

melengkung, Langkawi

Skybridge sentiasa dalam

keadaan stabil.

Reka bentuk struktur jambatan ini telah mengambil kira Semua daya yang dikenakan ke atas jambatan haruslah

Tindakan daya luar seperti tiupan angin, pergerakan mencapai suatu keseimbangan bagi menjamin keteguhan

pelancong dan pengagihan beban. struktur jambatan dan keselamatan penggunanya.



Kepentingan Bab Ini

Jurutera dan
pereka bentuk
struktur perlu
memahami dan
mengaplikasikan
konsep asas fizik
sepert daya
paduan, leraian
daya dan
keseimbangan
daya semasa
mereka bentuk
sesuatu struktur
yang unik.
Aspek-aspek ini
penting bagi
menjamin
keteguhan
struktur binaan
sesebuah
bangunan.

Seni bina futuristic
menggabungkan pengetahuan dan
kemahiran daripada bidang fizik,
kejuruteraan, sains bahan dan
pemikiran kreatif untuk
menghasilkan struktur binaan di
luar imaginasi biasa manusia

Oleh itu, konsep dan prinsip fizik
dalam tajuk ini merupakan asas
kepada bidang seni bina futuristik.



1.1 DAYA PADUAN

STANDARD PEMBELAJARAN
Murid boleh:
1.1.1 Menyatakan maksud daya paduan
1.1.2 Menentukan daya paduan

BI

STANDARD
PEMBELAJARAN 1

1.1.1 Menyatakan maksud
daya paduan

Bendera Peserta B:
Daya FB
FA Ke kanan

Peserta A: FB
Daya FA
Ke kiri Dua orang peserta sedang
bertanding dalam suatu
pertandingan Tarik tali

Apakah yang menentukan sama ada bendera BI
yang diikat pada tali itu berada dalam keadaan
pegun, bergerak ke kiri atau bergerak ke kanan?

ACTIVITY 1 Menjana idea daya paduan dan menentukan arahnya.
Radas: Dua neraca spring dan pemberat 1 kg. Bongkah
kayu dengan cangkuk di kedua-dua hujung bongkah.

2.Tarik bongkah kayu menggunakan neraca spring A dan neraca
spring B pada arah yang bertentangan sehingga keadaan
bongkah kayu pegun.

3.Rekodkan bacaan neraca spring dalam Jadual 1.
4.Ulangi langkah 2 dan 3 masing-masing untuk keadaan

bongkah kayu:
(a) bergerak ke kanan (b) bergerak ke kiri

Keadaan Bacaan Bacaan neraca
bongkah kayu neraca spring B / N
spring A / N
Pegun 5
5

Bergerak ke 5 10
kanan 10 5

Bergerak ke
kiri

Perbincangan
1.Bandingkan bacaan kedua-dua neraca

spring apabila bongkah kayu itu;

(a) pegun: …sa…m…a…………
(b) bergerak ke kanan: …B…> …A ………..
(c) bergerak ke kiri:…A…>…B……………..

Nyatakan hubungan antara arah gerakan
bongkah kayu dengan arah daya yang
bertindak ke atas bongkah kayu itu.

Arah gerakan bongkah kayu mengikut
arah daya yang lebih besar

Apabila dua daya yang sama magnitude
pada arah bertentangan bertindak pada
satu objek yang pegun, objek itu akan
kekal pegun

Jika dua daya yang bertentangan
bertindak dengan magnitude berbeza,
objek itu akan bergerak pada arah daya
yang lebih besar.

Daya paduan:

Daya paduan ialah daya tunggal
yang mewakili jumlah {secara

vektor} dua atau lebih daya yang
bertindak ke atas sesuatu objek.

Arah gerakan kereta 100 – 50 = 50 N
100 N Daya paduan = 50 N
Ke kanan

50 N

STANDARD
PEMBELAJARAN 2

1.1.2 Menentukan daya
paduan

ACTIVITY 2 Menentukan daya paduan yang terhasil apabila dua
daya bertindak pada satu objek dalam satu satah.

Situasi 1: Dua daya bertindak ke atas satu objek pada arah yang sama.
1. Hitung daya paduan. Arah manakah

objek itu bergerak?

12 + 5 = 17 N

Objek bergerak ke kanan

ACTIVITY 2 Menentukan daya paduan yang terhasil apabila dua
daya bertindak pada satu objek dalam satu satah.

Situasi 1: Dua daya bertindak ke atas satu objek pada arah yang sama.

2. Seekor kuda menarik kereta dengan daya 500 N
dan dibantu oleh seorang peladang yang
menolak kereta tersebut dengan daya 200 N.
Berapakah daya paduan pada kereta?

500 + 200 = 700 N

ACTIVITY 2 Menentukan daya paduan yang terhasil apabila dua
daya bertindak pada satu objek dalam satu satah.

Situasi 2: Dua daya bertindak ke atas satu objek pada arah yang
bertentangan

3. Hitung daya paduan. Arah manakah objek itu bergerak?

12 + (- 5) = 7 N

Objek bergerak ke kanan

ACTIVITY 2 Menentukan daya paduan yang terhasil apabila dua
daya bertindak pada satu objek dalam satu satah.

Situasi 2: Dua daya bertindak ke atas satu objek pada arah yang
bertentangan

2. Seekor kuda menarik kereta dengan daya 500 N manakala
seorang peladang menarik kereta yang sama dengan daya 200
N tetapi pada arah yang bertentangan. Berapakah daya paduan
pada kereta?

- 500 + 200 = - 300 N

ACTIVITY 2 Menentukan daya paduan yang terhasil apabila dua
daya bertindak pada satu objek dalam satu satah.

Situasi 3: Dua daya bertindak ke atas satu objek pada arah yang
berserenjang antara satu sama lain.

5. Andaikan dua daya sebagai sisi bagi sebuah segi empat tepat.

(a) Lengkapkan gambar rajah segi empat 10 N
dengan sisinya terdiri daripada dua
daya yang saling berserenjang. θ

(b) Lukiskan pepenjuru segi empat tepat
yang mewakili daya paduan, F bagi
dua daya tersebut.

(c) Hitungkan panjang pepenjuru dengan
teorem Pythagoras.

(d) Hitungkan sudut antara pepenjuru cos θ = 8/10 = 0.8
dengan satu sisi segi empat tepat θ = 36.9⁰
tersebut.

ACTIVITY 2 Menentukan daya paduan yang terhasil apabila dua
daya bertindak pada satu objek dalam satu satah.

Situasi 3: Dua daya bertindak ke atas satu objek pada arah yang
berserenjang antara satu sama lain.

5. Andaikan dua daya sebagai sisi bagi sebuah segi empat tepat.

(a) Lengkapkan gambar rajah segi empat 10 N
dengan sisinya terdiri daripada dua
daya yang saling berserenjang. θ

(b) Lukiskan pepenjuru segi empat tepat
yang mewakili daya paduan, F bagi
dua daya tersebut.

(c) Hitungkan panjang pepenjuru dengan
teorem Pythagoras.

(d) Hitungkan sudut antara pepenjuru cos θ = 8/10 = 0.8
dengan satu sisi segi empat tepat θ = 36.9⁰
tersebut.

ACTIVITY 2 Menentukan daya paduan yang terhasil apabila dua
daya bertindak pada satu objek dalam satu satah.

Situasi 3: Dua daya bertindak ke atas satu objek pada arah yang
tidak berserenjang antara satu sama lain.

Tarik sebuah bongkah kayu dengan
magnitud dan arah daya-daya yang
berlainan dan perhatikan kesan
gabungan dua daya itu ke atas bongkah
kayu

Kayu bergerak lurus ke kanan

Kaedah segiempat selari Kaedah segitiga

F F
O F

O

Daya paduan melibatkan dua daya 1 cm = 200 N
guna kaedah segiempat selari.
F1 = 1000 N F2 = 2000 N KAEDAH 3
Lukis pepenjuru segi empat selari. Pepenjuru itu
KAEDAH 1: Guna pembaris dan protractor, lukis dua mewakili magnitud dan arah daya paduan, F
daya F1 dan F2 dari satu titik yang sama.
KAEDAH 2: Lengkapkan segi empat selari itu. F = 13.2 cm x 200 N/cm
= 2640 N
P
R
OF

Q

Daya paduan melibatkan dua daya 1 cm = 200 N

guna kaedah segitiga.

F1 = 1000 N F2 = 2000 N

Guna pembaris dan protractor, lukis daya F1 dan F2
ikut tertib untuk membentuk dua sisi sebuah segi tiga

KAEDAH 2: Lengkapkan segi tiga. Sisi ketiga KAEDAH 3
mewakili daya paduan, F Ukur panjang F dan hitungkan daya paduan
guna skala. Ukur sudut θ.

5 cm P
= 1000 N
10 cm = 2000 N

OF R

F = 13.2 cm x 200 N/cm = 2640 N

1 cm = 2 N

2.5 cm = 5 N
O

6 cm = 12 N
F = 7.5 cm x 2 N/cm = 15 N

Kaedah segitiga untuk mencari daya paduan

Setkan skala. Guna pembaris dan protractor,
lukis daya pertama, F1 dari titik O.

Lukis daya kedua, F2 dari kepala F1.
Lengkapkan segitiga dengan lukis garis dari
ekor F1 ke kepala F2.

Pepenjuru mewakili daya paduan.

6 cm = 12 N 2.5 cm = 5 N
F = 7.5 cm x 2 N/cm = 15 N

Kaedah segitiga untuk mencari daya paduan

1

2

Rajah menunjukkan pandangan udara dua bot menarik sebuah kapal. Daya-daya
yang bertindak adalah F1 = 4000 N dan F2 = 3000 N serta sudut antara kabel ialah
50⁰. Tentukan magnitud daya paduan ke atas kapal. Ke arah manakah kapal itu
akan bergerak?

1 cm = 500 N

6 cm P 50⁰8 cm = 4000 N F = 12.5 cm x 500 N/cm
= 3000 N F
= 6250 N
R

O 50⁰

6 cm = 3000 N

8 cm = 4000 N Q 50⁰

Lengkapkan rajah untuk menunjukkan daya
paduan menggunakan kaedah segit tiga.

5. Jumlah berat lif dan penumpang ialah 6400 N. Daya
pada kabel lif ialah 8000 N. Berapakah daya
paduan pada lif?

F = 8 000 – 6 400
= 1 600 N

6. Dua daya 8 N dan 4 N bertindak pada suatu objek. Cari

(a)Magnitud maksimum: …………… 12 N

8N
4N

F = 8 + 4 = 12 N

(b) Magnitud minimum: …………… 4N
4N
8N

F = 8 + (-4) = 4 N

ACTIVITY 3 Menentukan magnitud dan arah daya paduan bagi dua
daya yang membuat sudut tepat antara satu sama lain

Radas: Tiga neraca spring, benang, gelang logam
Bahan: kertas mahjong, pembaris meter

1. Lukis segiempat selari di atas kertas
mahjong untuk menunjukkan daya
paduan bagi daya 4 N dan 3 N yang
bersudut tepat antara satu sama lain.
Guna skala: 10 cm = 1 N

ACTIVITY 3 Menentukan magnitud dan arah daya paduan bagi dua
daya yang membuat sudut tepat antara satu sama lain

3. Ikat benang kepada ketiga-
tiga neraca spring.
Hujung setiap benang

diikat kepada gelang logam.

4. Tiga pelajar akan menarik
ketiga-tiga neraca spring di
atas segiempat selari yang
dilukis tadi sehingga gelang
logam pegun. Rujuk rajah di
bawah. Bacaan neraca spring
1 = 4 N dan bacaan neraca
spring 2 = 3 N. Rekod bacaan
neraca spring 3.

Bacaan neraca Bacaan neraca Bacaan neraca
spring 1 spring 2 spring 3

4N 3N

Perbincangan:
1. Berapakah daya paduan, F?

2. Mengapakah bacaan neraca spring 3 adalah
sama dengan magnitud daya paduan tersebut?

STANDARD
PEMBELAJARAN 3

1.1.3 Berkomunikasi tentang
daya paduan, F apabila
objek berada dalam
keadaan: (i) pegun, F = 0 N
(ii) bergerak dengan halaju
seragam, F = 0 N (iii)
bergerak dengan pecutan
seragam, F ǂ 0 N

ACTIVITY 4 Membincangkan daya paduan yang bertindak ke atas satu
objek dengan bantuan gambar rajah bebas.

1. Gambar rajah jasad bebas suatu objek ialah gambar rajah yang
menunjukkan semua daya yang bertindak ke atas objek itu sahaja.

Tunjukkan dan label daya-daya yang bertindak ke atas objek.

R = Tindak T = tegangan
balas normal talli

W = Berat W = Berat
buku
Sebuah bongkah kayu
Sebuah buku di atas digantung tali
meja

ACTIVITY 4 Membincangkan daya paduan yang bertindak ke atas satu
objek dengan bantuan gambar rajah bebas.

1. Gambar rajah jasad bebas suatu objek ialah gambar rajah yang
menunjukkan semua daya yang bertindak ke atas objek itu sahaja.

Tunjukkan dan label daya-daya yang bertindak ke atas objek.

R = Tindak balas normal Arah gerakan kereta

f = daya geseran T = daya tujahan
enjin
Sebuah kereta
yang bergerak W = Berat kereta

ACTIVITY 4 Membincangkan daya paduan yang bertindak ke atas satu
objek dengan bantuan gambar rajah bebas.

1. Gambar rajah jasad bebas suatu objek ialah gambar rajah yang
menunjukkan semua daya yang bertindak ke atas objek itu sahaja.

Tunjukkan dan label daya-daya yang bertindak ke atas objek.

Sebuah beg di atas R = Tindak balas normal
satah condong daripada permukaan
satah condong

N = Tindak balas
normal daripada

penahan

W = Berat beg

ACTIVITY 4 Membincangkan daya paduan yang bertindak ke atas satu
objek dengan bantuan gambar rajah bebas.

1. Gambar rajah jasad bebas suatu objek ialah gambar rajah yang
menunjukkan semua daya yang bertindak ke atas objek itu sahaja.

Tunjukkan dan label daya-daya yang bertindak ke atas objek.

Treler yang bergerak Roket yang bergerak

2. Lengkapkan jadual untuk menunjukkan
maklumat tentang magnitud daya
paduan bagi sebuah kereta dalam
keadaan gerakan yang berlainan.

Keadaan gerakan Perbandingan antara
kereta daya-daya yang
bertindak
a. Kereta pegun
W= R
HHaalalajuju,,vv = 0 Berat Tindak balas
PPeeccuuttaann,,aa = 0
normal

Daya paduan, F = 0 N

2. Lengkapkan jadual untuk menunjukkan
maklumat tentang magnitud daya
paduan bagi sebuah kereta dalam
keadaan gerakan yang berlainan.

Keadaan gerakan Perbandingan antara

kereta daya-daya yang

bertindak

b. Kereta bergerak

dengan halaju seragam W = R

Berat Tindak balas

Halaju, v malar atau normal

tidak berubah T =f
Tujahan Seretan
PPeeccuuttaann,,aa = 0

DDaayyaappaadduuaann,,FF = 0 N Enjin

2. Lengkapkan jadual untuk menunjukkan
maklumat tentang magnitud daya
paduan bagi sebuah kereta dalam
keadaan gerakan yang berlainan.

Keadaan gerakan Perbandingan antara
kereta daya-daya yang
bertindak
c. Kereta bergerak
dengan pecutan W=R
seragam Berat Tindak balas

HHaalalajjuu,,vv semakin Normal
bertambah
PPeeccuuttaann,,aa ǂ 0 T >f
Tujahan Seretan
DDaayyaappaadduuaann,,FF ǂ 0 N
Enjin

Daya paduan, F = T - f

Keadaan Pegun di atas Bergerak ke Terus bergerak Daya angkat
gerakan permukaan atas dengan ke atas dengan Berat
tanah (enjin suatu pecutan halaju seragam
Gambar rajah dimatikan)
jasad bebas

Pecutan, a Pecutan, a = 0 Pecutan, a Pecutan, a = 0

Daya paduan, Daya paduan, Daya paduan, Daya paduan,
F F=0N Fǂ0N F=0N

Perbandingan Berat = Daya angkat > Berat =
antara daya- daya angkat berat daya angkat
daya yang
bertindak

STANDARD
PEMBELAJARAN 4

1.1.4 Menyelesaikan masalah
yang melibatkan daya
paduan, jisim dan pecutan
suatu objek

ACTIVITY 5 Menyelesaikan Masalah yang Melibatkan Daya Paduan,
Jisim dan Pecutan Suatu Objek.

Rintangan Udara

Berat

m = 2.0 kg a = 9.0 ms-2
F = ma = (2.0)(9.0) = 18.0 N

kelapa memecut ke bawah;
daya paduan ke bawah

F=W–R R=W–F
R = (2)(9.81) – 18.0 = 1.62 N

m = 50 kg F = 200 N f = 50 N
F = ma
a = F = 200 – 50 = 3 m s-2

m 50

B. Penumpang dalam lif

Seorang budak perempuan berada di dalam lif. Dia berdiri
di atas penimbang. Beratnya ialah W yang bertindak ke
bawah dan tindak balas normal R bertindak ke atas.

Lif pegun
(Juga bergerak ke atas atau ke bawah dengan halaju seragam

Daya paduan, F = 0
F = R – mg = 0
R = mg

Bacaan penimbang = berat budak perempuan