Fizik Tingkatan 5 KSSM (muka hadapan)

KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA









Tingkatan

5

KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA
RUKUN NEGARA



Bahawasanya Negara Kita Malaysia
mendukung cita-cita hendak;


Mencapai perpaduan yang lebih erat dalam kalangan
seluruh masyarakatnya;


Memelihara satu cara hidup demokrasi;


Mencipta satu masyarakat yang adil di mana kemakmuran negara
akan dapat dinikmati bersama secara adil dan saksama;


Menjamin satu cara yang liberal terhadap
tradisi-tradisi kebudayaannya yang kaya dan pelbagai corak;

Membina satu masyarakat progresif yang akan menggunakan
sains dan teknologi moden;


MAKA KAMI, rakyat Malaysia,
berikrar akan menumpukan
seluruh tenaga dan usaha kami untuk mencapai cita-cita tersebut
berdasarkan prinsip-prinsip yang berikut:


KEPERCAYAAN KEPADA TUHAN

KESETIAAN KEPADA RAJA DAN NEGARA
KELUHURAN PERLEMBAGAAN

KEDAULATAN UNDANG-UNDANG
KESOPANAN DAN KESUSILAAN





(Sumber: Jabatan Penerangan, Kementerian Komunikasi dan Multimedia Malaysia)

KURIKULUM ST ANDARD SEKOLAH MENENGAH
KURIKULUM STANDARD SEKOLAH MENENGAH





KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA






Tingkatan
5





PENULIS


Koay Kheng Chuan
Chia Song Choy
Nor Rizah binti Bongkek
Juhaida binti Kasron
Mohd Khairul Anuar bin Md Mustafa
Pradeep Kumar Chakrabarty



EDITOR

Norazlina binti Hamat
Kanageaswarry Thangarajan



PEREKA BENTUK

Sarimah binti Mohamed Tap


ILUSTRATOR


Arman bin Saat






PENERBIT BESTARI SDN. BHD.

2020

KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA


NO SIRI BUKU: 0102
Penghargaan
KPM2020 ISBN 978-983-092-446-5
Cetakan Pertama 2020 Penerbitan buku teks ini melibatkan kerjasama
© Kementerian Pendidikan Malaysia banyak pihak. Sekalung penghargaan dan terima kasih
ditujukan kepada semua pihak yang terlibat:
Hak cipta terpelihara. Mana-mana bahan
dalam buku ini tidak dibenarkan diterbitkan • Jawatankuasa Penambahbaikan Pruf Muka Surat,
semula, disimpan dalam cara yang boleh Bahagian Sumber dan Teknologi Pendidikan,
dipergunakan lagi, ataupun dipindahkan Kementerian Pendidikan Malaysia.
dalam sebarang bentuk atau cara, baik
dengan cara bahan elektronik, mekanik, • Jawatankuasa Penyemakan Naskhah Sedia Kamera,
penggambaran semula mahupun dengan Bahagian Sumber dan Teknologi Pendidikan,
cara perakaman tanpa kebenaran terlebih Kementerian Pendidikan Malaysia.
dahulu daripada Ketua Pengarah Pelajaran • Pegawai-pegawai Bahagian Sumber dan Teknologi
Malaysia, Kementerian Pendidikan Malaysia. Pendidikan dan Bahagian Pembangunan Kurikulum
Perundingan tertakluk kepada perkiraan Kementerian Pendidikan Malaysia.
royalti atau honorarium.
• Akademi Seni Budaya dan Warisan Kebangsaan
Diterbitkan untuk Kementerian Pendidikan (ASWARA).
Malaysia oleh:
Penerbit Bestari Sdn. Bhd. • Sekolah Tun Fatimah, Johor Bahru.
199301003520 (258257-P)
No. 22-01, Jalan Molek 1/10,
Taman Molek, 81100 Johor Bahru,
Johor Darul Takzim.
Tel: 07-3612868 Faks: 07-3526292
Laman sesawang: www.pbestarisb.com

Reka letak dan atur huruf oleh:
Penerbit Bestari Sdn. Bhd.
199301003520 (258257-P)
Muka Taip Teks: Minion Pro
Saiz Taip Teks: 11 poin
Dicetak oleh:
Percetakan Rina Sdn. Bhd.
197701000987 (31964-X)
Lot 45, Persiaran Mewah,
Bandar Tun Razak, Cheras
56000 Kuala Lumpur.


ii ii

KANDUNGAN Pendahuluan v

Tema 1 Mekanik Newton
KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA
Bab 1 Daya dan Gerakan II 1
1.1 Daya Paduan 2
1.2 Leraian Daya 13
1.3 Keseimbangan Daya 18
1.4 Kekenyalan 24
Praktis Sumatif 34


Bab 2 Tekanan 38
2.1 Tekanan Cecair 40
2.2 Tekanan Atmosfera 49
2.3 Tekanan Gas 56
2.4 Prinsip Pascal 60
2.5 Prinsip Archimedes 66
2.6 Prinsip Bernoulli 78
Praktis Sumatif 86





Tema 2 Elektrik dan Keelektromagnetan

Bab 3 Elektrik 90
3.1 Arus dan Beza Keupayaan 92
3.2 Rintangan 100
3.3 Daya Gerak Elektrik (d.g.e) dan Rintangan Dalam 114
3.4 Tenaga dan Kuasa Elektrik 124
Praktis Sumatif 130






Bab 4 Keelektromagnetan 134
4.1 Daya ke Atas Konduktor Pembawa Arus dalam
suatu Medan Magnet 136
4.2 Aruhan Elektromagnet 149
4.3 Transformer 162
Praktis Sumatif 169





iii

Tema 3 Fizik Gunaan


Bab 5 Elektronik 172
5.1 Elektron 174
5.2 Diod Semikonduktor 181
5.3 Transistor 187
KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA
Praktis Sumatif 195






Tema 4 Fizik Moden

Bab 6 Fizik Nuklear 198
6.1 Reputan Radioaktif 200
6.2 Tenaga Nuklear 208
Praktis Sumatif 219







Bab 7 Fizik Kuantum 222
7.1 Teori Kuantum Cahaya 224
7.2 Kesan Fotoelektrik 234
7.3 Teori Fotoelektrik Einstein 238
Praktis Sumatif 247


Jawapan 251
Glosari 254
Rujukan 255
Indeks 256
























iv

KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA
Buku Teks Fizik Tingkatan 5 Kurikulum Standard Sekolah Menengah (KSSM) ini ditulis
berdasarkan Dokumen Standard Kurikulum dan Pentaksiran (DSKP) Fizik Tingkatan 5 yang
disediakan oleh Kementerian Pendidikan Malaysia. Bagi menjayakan pelaksanaan KSSM dan
memenuhi keperluan DSKP, buku ini ditulis berasaskan tiga domain, iaitu pengetahuan,
kemahiran dan nilai. Buku ini dilengkapi dengan pelbagai ciri-ciri istimewa yang memberi
penekanan terhadap penerapan Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan Matematik (STEM),
kemahiran berfikir, kemahiran saintifik dan pemikiran komputasional (PK) supaya murid
dapat menguasai kemahiran yang diperlukan pada abad ke-21 dan menjadi individu yang
fikrah sains.



Ciri-ciri istimewa dalam buku ini adalah seperti berikut:


Kod QR Kemahiran Abad ke-21
Kod QR pada kulit buku untuk mendapatkan Aktiviti yang melibatkan:
(a) Huraian tema buku • Kemahiran berfikir dan menyelesaikan
(b) Biodata penulis masalah KBMM

(c) Maklumat dan fakta yang dikemaskini (Sekiranya ada). • Kemahiran interpersonal dan arah
kendiri KIAK
• Kemahiran maklumat dan komunikasi KMK

Pemikiran Komputasional
Aktiviti yang melibatkan:
• Leraian (Decomposition)
• Pengecaman Corak (Pattern Recognition)
Sains, Teknologi, Kejuruteraan dan Matematik • Peniskalaan (Abstraction)
STEM • Algoritma (Algorithms)
Aktiviti yang melibatkan pembelajaran berasaskan projek • Pemikiran Logik (Logical Reasoning)
melalui pendekatan STEM (Sains, Teknologi, Kejuruteraan
dan Matematik). • Penilaian (Evaluation)
Pendekatan STEM ialah pengajaran dan
pembelajaran yang mengaplikasikan pengetahuan, Alat berfikir
kemahiran dan nilai STEM. Penggunaan pelbagai alat berfikir seperti alat
lembaran pengurusan grafik, peta minda dan peta
Aktiviti Pembelajaran Abad ke-21 (PAK-21) pemikiran untuk membantu murid menguasai
Pelbagai aktiviti yang menekankan pembelajaran kemahiran berfikir.
berpusatkan murid dan berunsur Kemahiran
Berfikir Aras Tinggi (KBAT).




v

SP 1.1.1 Nota
Menunjukkan Standard Pembelajaran
pada setiap halaman. Keterangan ringkas untuk menjelas atau
menghuraikan sesuatu yang berkaitan dengan topik.
Mengaplikasikan elemen merentas kurikulum yang
Refleksi
berkaitan dengan kurikulum pembelajaran. Refleksi
KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA
Membolehkan murid menilai tahap penguasaan
mereka mengenai bab yang telah dipelajari.
Aktiviti ringkas yang boleh dijalankan oleh murid.

Maklumat mengenai elemen patriotik, budaya atau
Soalan KBAT yang menguji keupayaan murid dalam pencapaian masyarakat Malaysia.
mengaplikasikan pengetahuan, kemahiran dan nilai
dalam membuat penaakulan dan refleksi bagi
menyelesaikan masalah, membuat keputusan, Maklumat mengenai kerjaya yang berkaitan dengan
berinovasi serta berupaya mencipta sesuatu. bidang fizik.
CUBA JAWAB
CUBA JAWAB
Langkah yang perlu diambil oleh murid untuk
mendapatkan keputusan yang jitu dan mengelakkan Contoh soalan berserta penyelesaian masalah yang
daripada berlakunya sebarang kemalangan semasa menguji pemahaman murid.
menjalankan penyiasatan saintifik. IMBAS SAYA
IMBAS SAYA
R antaian
Konsep
Rumusan ringkas pada akhir setiap bab dalam bentuk Laman sesawang diberikan untuk mendapatkan
maklumat tambahan.
peta konsep. Permainan
Permainan
Interaktif
Maklumat tambahan yang menarik berkaitan dengan Permainan silang kata untuk mengingat kembali kata
sesuatu topik. kunci penting yang berkaitan dengan topik.



Nota ringkas dan mudah untuk murid menghafal. Menyediakan kuiz interaktif yang ringkas di akhir
setiap bab.

Cabaran Abad ke-21
Maklumat mengenai aplikasi sains dan teknologi. Latihan pengayaan dengan soalan-soalan KBAT Aras 5
(Menilai) dan Aras 6 (Mencipta)
Praktis Formatif
Cetus Minda
Cetus Minda
Soalan yang mencabar pemikiran murid. Soalan-soalan untuk menguji kefahaman murid pada
akhir setiap subtopik.

IMBAS KEMBALI
Maklumat mengenai tajuk yang telah dipelajari.
Soalan-soalan berbentuk KBAR dan KBAT pelbagai aras
untuk menguji kefahaman murid pada akhir setiap bab.



vi

Aktiviti dalam buku ini terdiri daripada:

Aktiviti Projek
Aktiviti
Perbincangan Aktiviti
Multimedia
KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA
Aktiviti
Kendiri Aktiviti
Penyelesaian
Masalah
Aktiviti Perkongsian
Maklumat
Eksperimen

Aktiviti
Simulasi



Panduan Mengimbas AR (Augmented Reality)untuk Animasi Tiga Dimensi yang Interaktif




Imbas kod QR di
sebelah untuk memuat
turun aplikasi.
Apabila sebatang dawai kuprum digerakkan merentasi fluks magnet, suatu daya gerak elektrik
(d.g.e.) teraruh dalam dawai itu. Fenomena ini dikenali sebagai aruhan elektromagnet. Jika dawai
itu disambung menjadi litar yang lengkap, pesongan jarum penunjuk galvanometer diperhatikan
seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 4.18. Ini menunjukkan arus aruhan terhasil. Daya gerak
elektrik juga teraruh dalam dawai jika magnet digerakkan ke arah dawai yang pegun seperti yang
ditunjukkan dalam Rajah 4.19.
Arah pergerakan dawai
S Fluks magnet merujuk kepada
Fluks magnet garis-garis medan magnet yang
melalui suatu permukaan.
d.g.e. diaruh U Garisan medan magnet
dalam dawai
Arus
Gunakan aplikasi pengimbas QR dan imbas 30 20 10 0 G 10 20 30 Permukaan
Konduktor bergerak
kod QR di sebelah untuk memuat turun AR Galvanometer Konduktor yang bergerak
memotong garisan medan magnet
boleh dikatakan telah memotong
Rajah 4.18 Magnet pegun dan konduktor bergerak fluks magnet.
Buku Teks. Arah pergerakan magnet
Fluks magnet S Halaman 152
d.g.e. diaruh U
dalam dawai
Arus
10 0 10
IMBAS SAYA
20 20 30 IMBAS SAYA
30
G Video aruhan
elektromagnet bagi
dawai kuprum
http://bit.ly/2RIhYJI
Seterusnya, gunakan aplikasi tersebut untuk 152 Rajah 4.19 Magnet bergerak dan konduktor pegun SP 4.2.1
Galvanometer
mengimbas halaman yang mempunyai ikon AR
(halaman 63, 74, 82, 152 dan 209).
Pembelahan nukleus dan pelakuran nukleus merupakan dua tindak balas nuklear yang BAB 6
menghasilkan tenaga nuklear. Kehilangan jisim (cacat jisim) berlaku semasa tindak balas nuklear. Fizik Nuklear
Rajah 6.8 menunjukkan tindak balas pembelahan nukleus manakala Rajah 6.9 menunjukkan
BAB 2
Aplikasi Prinsip Pascal IMBAS SAYA Rajah 2.36 menunjukkan Kesan Daya Angkat ke Atas Bola Pingpong tindak balas pelakuran nukleus.
IMBAS SAYA
Prinsip Pascal diaplikasikan dalam sistem hidraulik. Daya input Ciri-ciri cecair hidraulik Tekanan tangki balast yang terdapat di dalam Tangki balast Tangki balast Daya angkat terhasil daripada perbezaan Udara Tiub silikon Pembelahan nukleus
yang kecil digandakan untuk menjadi daya output yang lebih besar sebuah kapal selam. Prinsip kerja tekanan yang disebabkan oleh pengaliran
bagi mengendalikan kerja yang tertentu. Bagaimanakah prinsip ini tangki balast di dalam kapal selam udara dengan halaju yang berbeza. Udara Pembelahan nukleus ialah tindak balas nuklear apabila satu nukleus yang
diaplikasikan dalam brek hidraulik dan jek hidraulik? http://bit.ly/35bZLsa adalah mirip kepada prinsip kerja yang mengalir dengan halaju yang tinggi Corong turas berat membelah menjadi dua atau lebih nukleus yang lebih ringan dengan
penyelam Cartesian di Aktiviti 2.11. pada bahagian atas bola pingpong seperti Kawasan halaju udara membebaskan tenaga yang banyak.
Contohnya:
Aktiviti 2.8 KIAK KMK Rajah 2.36 Tangki balast di dalam kapal selam yang ditunjukkan dalam Rajah 2.49 tinggi dan bertekanan Nukleus atom barium–141 dan kripton–92
menghasilkan satu kawasan bertekanan
rendah
Tujuan: Membincangkan aplikasi prinsip Pascal udara yang rendah. Perbezaan antara Bola pingpong Kawasan Satu nukleus Satu nukleus baharu serta tiga neutron dihasilkan. Tenaga
turut dibebaskan.
tekanan tinggi di bahagian bawah dengan
Arahan: tekanan rendah di bahagian atas bola tekanan yang uranium–235 dibedil yang tidak stabil, iaitu
1. Jalankan aktiviti ini dalam bentuk Round Table. Tabung uji pingpong menghasilkan satu daya paduan Daya angkat lebih tinggi oleh satu neutron uranium–236 terhasil + +
terapung
2. Teliti Rajah 2.24 dan Rajah 2.25 yang masing-masing menunjukkan sistem brek hidraulik sebuah di permukaan air Udara yang ke atas. Daya paduan ini ialah daya angkat + + + + + + + + + + + + 92 Kr 36
kereta dan jek hidraulik. terperangkap yang mengangkat bola pingpong itu. Rajah 2.49 Kesan daya angkat ke atas bola pingpong + + +
3. Imbas kod QR untuk menonton video yang menunjukkan operasi brek hidraulik dan jek hidraulik. Air di dalam + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +
tabung uji + + + + + + + + + + Tenaga 3 1 n
terperangkap
tenggelam
Kasut brek Tabung uji Udara yang Penghasilan Daya Angkat oleh Aerofoil 1 n 0 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 0
235 U
Gelendung Bentuk aerofoil pada sayap kapal terbang menyebabkan udara mengalir pada kelajuan yang 92 236 U + + + + ++
Silinder brek 92 + + + + + + +
Pedal brek induk berbeza melalui bahagian atas dan bahagian bawahnya. Menurut prinsip Bernoulli, halaju udara + + + + + + + + 56 141 Ba
yang tinggi di bahagian atas mewujudkan suatu kawasan bertekanan rendah, manakala halaju
IMBAS SAYA
IMBAS SAYA udara yang rendah di bahagian bawah menghasilkan kawasan bertekanan tinggi. Perbezaan
56
36
0
92
Pelapik brek Silinder Video aplikasi (a) Tabung uji terapung di permukaan air (b) Tabung uji tenggelam ke dalam air tekanan ini menghasilkan satu daya angkat bertindak ke atas kapal terbang seperti yang 235 U + 1 n 0 92 U 236 141 Ba + 92 Kr + 3 1 n + tenaga
prinsip Pascal
Bendalir hamba Rajah 2.37 Prinsip kerja tangki balast di dalam kapal selam ditunjukkan dalam Rajah 2.50.
Cakera brek brek http://bit.ly/36neQHn Rajah 2.37 menunjukkan prinsip kerja tangki balast menggunakan penyelam Cartesian. Rajah 6.8 Pembelahan nukleus yang melibatkan uranium yang dibedil oleh satu neutron
Apabila tabung uji terapung di permukaan air, jumlah berat tabung uji dan berat air di dalamnya Pengaliran udara dengan halaju yang tinggi Pelakuran nukleus
adalah sama dengan daya apungan. Tekanan yang dikenakan pada dinding botol menyebabkan air menghasilkan kawasan tekanan rendah
Rajah 2.24 ditolak masuk ke dalam tabung uji. Keadaan ini menyebabkan berat air yang terkandung di dalam Pelakuran nukleus ialah tindak balas nuklear apabila nukleus yang kecil dan ringan
tabung uji bertambah. Oleh itu, jumlah berat tabung uji dan berat air di dalamnya melebihi daya Daya angkat Daya angkat bercantum untuk membentuk satu nukleus yang berat dengan membebaskan tenaga yang
apungan. Satu daya paduan yang bertindak ke arah bawah terhasil dan menyebabkan tabung uji banyak. Tindak balas ini berlaku pada keadaan suhu dan tekanan yang amat tinggi.
Pemegang jek tenggelam ke dasar botol. Contohnya:
Omboh besar
Aerofoil
Takungan Aerofoil Pelakuran nukleus melibatkan deuterium dan tritium bagi menghasilkan nukleus helium
Omboh
kecil bendalir Aktiviti 2.12 KIAK KMK Gerakan Seretan yang lebih berat. Tenaga dan satu neutron turut dibebaskan.
udara
Injap A Injap B Bendalir Tujuan: Mencari maklumat tentang aplikasi prinsip Archimedes Sudut serang + +
hidraulik +
IMBAS SAYA
Arahan: Pengaliran udara dengan halaju yang rendah Garisan rujukan tertentu pada aerofoil Deuterium ( 2 H) ( 4 He)
Injap pelepas 1. Jalankan aktiviti ini dalam bentuk Gallery Walk. menghasilkan kawasan tekanan yang tinggi 1 + + 2 IMBAS SAYA
Eduweb TV:
Rajah 2.25 2. Imbas kod QR untuk menonton video aplikasi prinsip IMBAS SAYA Rajah 2.50 Penghasilan daya angkat oleh aerofoil Rajah 2.51 Sudut serang pada aerofoil + Tenaga Tenaga nuklear
IMBAS SAYA
4. Layari laman sesawang untuk mengumpulkan maklumat tentang aplikasi prinsip Pascal dalam Archimedes bagi tiga contoh yang diberikan. Video aplikasi Jumlah daya angkat yang bertindak ke atas kapal terbang juga dipengaruhi oleh sudut Tritium ( 3 H) Neutron http://bit.ly/2Sy4Es2
prinsip Archimedes
brek hidraulik dan jek hidraulik. 3. Kemudian, imbas kod QR yang diberikan di halaman 75 atau 1
5. Setiap kumpulan perlu mencatat maklumat yang diperoleh pada kertas yang sama. rujuk bahan rujukan yang lain untuk mendapatkan maklumat http://bit.ly/36tri8J serang seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.51. Apabila aerofoil berada pada sudut 2 H + 3 H 4 He + 1 n + tenaga
serang yang tertentu, aerofoil mengenakan satu daya pada aliran udara. Menurut Hukum
tambahan tentang:
6. Bentangkan hasil perbincangan kumpulan anda dalam bentuk persembahan multimedia. Gerakan Newton Ketiga, satu daya tindak balas akan bertindak pada sayap kapal terbang dan 1 1 2 0
menyumbang daya angkat yang bertindak ke atas kapal terbang. Rajah 6.9 Pelakuran nukleus yang melibatkan deuterium dan tritium
SP 2.4.3 63 74 SP 2.5.3 82 SP 2.6.2 SP 6.2.1 209
vii