2.5 Prinsip Archimedes 2021 jwpn

FIZIK TINGKATAN 5

TEKANAN

2.5 PRINSIP ARCHIMEDES

2.5 PRINSIP ARCHIMEDES

STANDARD PEMBELAJARAN
Murid boleh:
2.5.1 Memerihalkan perkaitan antara daya

apungan dengan perbezaan tekanan
cecair pada aras kedalaman yang
berbeza bagi objek yang terendam

BI





Aktiviti 1 Tujuan: Membincangkan daya apungan bagi objek yang terendam di

dalam cecair

1. Penuhkan suatu bekas dengan air.
Tolak sebuah botol minuman kosong
ke dalam air dengan perlahan-lahan.

(a) Adakah tangan anda merasa sebarang
daya semasa botol ditolak ke bawa?
Nyatakan arah daya itu.

Rasa satu daya ke atas

(b) Apabila anda menolak botol itu lebih
dalam, apakah yang berlaku kepada:

(i) Daya? Bertambah

(ii) Isi padu air disesarkan? Bertambah

Aktiviti 1 Tujuan: Membincangkan daya apungan bagi objek yang terendam di

dalam cecair

(c) Nyatakan hubungan antara daya
keapungan ke atas botol dengan isi
padu air yang disesarkan.

Semakin bertambah daya apungan
semakin banyak isi padu air disesarkan

(d) Apa yang berlaku kepada botol
apabila anda melepaskan tangan
anda?

Memecut ke atas

Aktiviti 1 Tujuan: Membincangkan daya apungan bagi objek yang terendam di

dalam cecair

2. Ikat seketul batu dengan benang dan
gantungkan pada neraca spring. Ukur
dan rekodkan berat batu di udara.
Rendamkan batu ke dalam bikar berisi air.

(a) Bandingkan W1 dan W2 . Berat batu di udara, W1 = 0.8 N
Berat batu dalam air, W2 = 0.6 N
W1 > W2

(b) Apakah kesimpulan yang boleh
dibuat mengenai berat objek di dalam
air.

Berat objek dalam air lebih rendah disebabkan
daya apungan dalam air.

Aktiviti 1 Tujuan: Membincangkan daya apungan bagi objek yang terendam di

dalam cecair

3. Suatu objek berbentuk silinder
tenggelam sepenuhnya di dalam air.

(a) Bandingkan kedalaman pada
permukaan atas, h1 dengan permukaan
bawah, h2

h2 > h1

(b) Tekanan pada permukaan atas ialah P2 > P1

P1 dan tekanan pada permukaan Semakin dalam,
semakin tinggi tekanan
bdaewngaahniaPl2a.hBPBe2re.ikrBtaaannmdseibnbagakhbajnawP1apan

anda.

Aktiviti 1 Tujuan: Membincangkan daya apungan bagi objek yang terendam di

dalam cecair

Bandingkan daya pada permukaan
atas,F1 dengan daya pada permukaan
bawah silinder, F2.

F2 > F1

Nyatakan arah daya paduan yang
bertindak ke atas silinder disebabkan
perbezaan tekanan cecair.

Ke atas

Namakan daya paduan yang dihasilkan itu.

Daya apungan

Daya Apungan

Daya apungan ialah daya
yang bertindak ke atas

apabila terdapat perbezaan
tekanan antara permukaan

atas dengan permukaan
bawah suatu objek yang
terendam di dalam suatu

cecair.

Terbitkan rumus bagi daya apungan:

Nota: tinggi silinder, h = h2 – h1

Isi padu silinder, V = Ah = isi padu air disesarkan

Ketumpatan cecair, ρ tekanan cecair = ρgh

Tekanan pada permukaan atas, P1 P1 = ρgh1

Daya bertindak pada permukaan atas, F1

F1 = P1 A = ρgAh1
Tekanan pada permukaan bawah, P2 P2 = ρgh2

Daya bertindak pada permukaan bawah, F2

F2 = P2 A = ρgAh2

Daya paduan ke atas: F = ρgA[h2 - h1] = ρgAh
F = ρgV
F2 – F1 = F
= ρgAh2 - ρgAh1

Daya Apungan, FB FB = ρgV
= daya paduan ke atas

ρ = ketumpatan cecair disesarkan

V = isi padu cecair disesarkan

= isipadu objek dalam cecair

g = pecutan graviti Jisim cecair
disesarkan, m = ρV

FB = ρgV FB = mg = W Berat cecair
disesarkan, W = mg

Daya Apungan, FB = Berat cecair disesarkan

Prinsip Archimedes



Aktiviti 2 Tujuan: Kaji hubungan antara isipadu objek yang tenggelam dengan

isipadu air yang disesarkan dan kehilangan berat

1. Apakah yang berlaku
kepada aras air apabila
objek dimasukkan ke
dalam air?

Meningkat

2. Objek akan

s…e…sa…r…k…a…n. cecair

apabila ia direndam ke
dalam cecair.

Aktiviti 2 Tujuan: Kaji hubungan antara isipadu objek yang tenggelam dengan

isipadu air yang disesarkan dan kehilangan berat

Isi padu /
cm3

Isi padu air tanpa epal 500

Isi padu air + epal 700

Isi padu air disesarkan 200 Kesimpulan:

Isi padu epal yang 200 Isipadu air disesarkan =
tenggelam dalam air isipadu objek dalam air

Keapungan dan Kehilangan berat

Apabila objek direndam ke Objek mengalami pengurangan berat yang
dalam air, terdapat dua disebabkan oleh daya apungan. Berat
pemerhatian. objek dalam air lebih ringang daripada
berat sebenar di udara.

Daya apungan = Berat objek - Berat objek

Di udara dalam air

Objek yang berada di dalam air akan
menyesarkan air.
Isipadu cecair = isipadu bahagian objek
disesarkan yang tenggelam dalam air

It is very much easier to lift object when it is beneath the water
surface. Why?

Observe the shape of the fishing rod as the ship comes out of the water.

Berat batu di 25 N
udara

Berat batu dalam 15 N

air

‘kehilangan’ 10 N
berat

Daya apungan 10 N

Prinsip Archimedes: objek yang terendam sebahagian atau sepenuhnya di dalam suatu
bendalir mengalami daya apungan yang sama dengan berat bendalir yang disesarkan.



Aktiviti 3 Tujuan: Menentukan hubungan antara daya apungan dengan berat

cecair yang disesarkan.

Radas: Pemberat berslot, tin Eureka, bikar, neraca spring,
neraca elektronik, kaki retort dan bongkah kayu & Air

1. Tuangkan air perlahan-lahan ke dalam tin
eureka sehingga ia mengalir keluar melalui
corong.

2. Timbang berat bikar kosong dan letakkan di
bawah corong tin eureka.

3. Gantungkan pemberat berslot 100 g kepada
neraca spring dengan tali dan timbang
beratnya di udara.

4. Turunkan plastisin ke dalam tin eureka
sehingga ia tenggelam sepenuhnya di dalam
air. Rekodkan bacaan neraca spring.

5. Apabila tiada lagi air keluar melalui corong,
timbang bikar yang berisi air yang disesarkan.



Weight , W1 Measure
Measure

Berat pemberat berslot di 2.2
udara / N 2.0
Berat pemberat berslot dalam 0.2
air / N 0.2
Kehilangan berat , / N

Daya apungan / N

Jisim bikar kosong / g 11.0
Jisim bikar + air disesarkan / g 31.0

Jisim air disesarkan / kg 0.02

Berat air disesarkan / N 0.2

1. Daripada analisis data, apakah hubungan antara: Sama

(a) Berat ketara plastisin yang hilang dan daya apungan? Sama
Sama
(b) Berat ketara plastisin yang hilang dengan berat air
yang disesarkan?

(c) Berat air disesarkan dengan daya apungan?

Apakah kesimpulan daripada eksperimen ini?

Daya apungan = berat air disesarkan



Ingat !!!
Prinsip Archimedes
Daya Apungan = Berat air disesarkan.

8N 6N

1N
3N

Lost in weight = bouyant force = 8 – 6 = 2 N
Weight of displaced water = 2 N = bouyant force

2.5 PRINSIP ARCHIMEDES

STANDARD PEMBELAJARAN

Murid boleh:
2.5.2 Mengaitkan keseimbangan daya

dengan keadaan keapungan suatu
objek dalam bendalir

Aktiviti 4 Tujuan: Hubungan antara keseimbangan daya dengan keadaan

keapungan suatu objek dalam bendalir

1. Kesemua objek sedang terapung pegun.

(a) Tunjuk dan labelkan dua daya yang FB
bertindak pada setiap keadaan. W
FB FB
Daya apungan & berat objek

(b) Apakah hubungan antara kedua-
dua daya in?

W = FB FB

W
WW

Aktiviti 4 Tujuan: Hubungan antara keseimbangan daya dengan keadaan

keapungan suatu objek dalam bendalir

2. Sebiji epal terapung pegun di
dalam air.

Jisim bikar kosong / kg 0.13

Jisim epal = ……0….2…k…g…. Jisim bikar + air 0.33
Berat epal = ……2….0…N……. disesarkan / kg 0.20
Jisim air disesarkan /kg
Bandingkan berat epal dengan berat
air yang disesarkan. Berat air disesarka / N 2.0 N

W epal = W air disesarkan



Aktiviti 4 Tujuan: Hubungan antara keseimbangan daya dengan keadaan

keapungan suatu objek dalam bendalir

3. Nyatakan syarat supaya 4. Lengkapkan jadual untuk menentukan keadaan
objek boleh terapung keapungan suatu objek di dalam bendalir.
pegun atas air..
Banding daya Arah Daya Apa
Berat objek = Daya apungan apungan dan
berat objek daya seimbang berlaku

Daya apungan paduan atau pada
= berat objek
tidak? objek?
Daya apungan
< berat objek Daya

Daya apungan paduan seimbang pegun
> berat objek
=0

Ke Tidak Objek

bawah seimbang pecut ke

bawah

Ke atas Tidak Objek
seimbang pecut ke
atas

Weight of water displaced = Buoyant force
= weight of the boy + weight of the float

Weight of
iceberg =
Buoyant force
= Weight of sea
water displaced

Hubungan antara daya apungan, ketumpatan bendalir dan isipadu bendalir
tersesar.

Daripada Prinsip Archimedes, tulis persamaan untuk Daya apungan = berat air disesarkan
daya apungan. FB = Wberat air disesarkan = Wwater displaced

Tulis persamaan untuk daya apungan, FB dalam FB = Berat air disesarkan = mg
sebutan jisim air disesarkan, m dan pecutan graviti, g
m = jisim air disesarkan

Tulis persamaan untuk daya apungan, FB , isipadu air FB = ρVg
disesarkan, V, pecutan graviti g dan ketumpatan
cecair disesarkan ρ (m=ƿV)

Tulis persamaan untuk daya apungan FB dalam 1. FB= Wudara – Wair
sebutan berat objek di udara, Wsebenar dan berat objek 2. FB= Berat objek
dalam air, Wketara

Tulis persamaan untuk daya apungan, FB apabila
objek terapung pegun di permukaan air

FB= Berat objek = ρVg

2.5 PRINSIP ARCHIMEDES

STANDARD PEMBELAJARAN
Murid boleh:
2.5.3 Berkomunikasi mengenai aplikasi prinsip

Archimedes dalam kehidupan

BI



Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes
Kapal terapung

(a) Nyatakan syarat untuk kapal
terapung pegun.

Berat kapal = Berat air laut disesarkan

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal terapung

(b)Terangkan mengapa kapal dibuat
daripada keluli akan terapung atas air
tetapi sebongkah keluli akan tenggelam.

Keluli lebih tumpat dari air. Sebongkah keluli
akan sesarkan sedikit isipadu air sahaja

Berat air disesarkan sangat besar, jadi
daya apungan ke atas kapal sangat besar.

Berat kapal = berat air disesarkan

Kapal menyesarkan banyak air untuk mendapatkan daya apungan
yang besar

Kapal menyesarkan banyak air untuk mendapatkan daya apungan besar

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal terapung

(c) Seorang nelayan mendapat botnya pada aras
yang berbeza semasa di laut dan di sungai
walaupun bot itu membawa muatan yang sama.

Bandingkan daya apungan yang
bertindak ke atas bot dalam air laut
dengan air sungai. Beri sebab.

Daya apungan yang bertindak ke atas bot:
dalam air laut = dalam air sungai.
Berat bot dalam air laut dan air sungai adalah sama (bot yang sama)
Berat bot = berat air disesarkan = daya apungan

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal terapung

(c) Seorang nelayan mendapat botnya pada aras
yang berbeza semasa di laut dan di sungai
walaupun bot itu membawa muatan yang sama.

Bandingkan aras bot.

Aras bot dalam air laut lebih tinggi /
bot lebih tenggelam dalam air sungai

Bandingkan ketumpatan air laut dengan
sungai.

Ketumpatan air sungai rendah

Bandingkan isipadu air yang disesarkan
oleh bot itu.

Isipadu air sungai disesarkan lebih banyak.

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal terapung

(c) Seorang nelayan mendapat botnya pada aras
yang berbeza semasa di laut dan di sungai
walaupun bot itu membawa muatan yang sama.

Hubungkaitkan antara isipadu air
disesarkan dengan ketumpatan air
untuk menerangkan mengapa bot
tenggelam lebih dalam sungai.

• Daya apungan adalah sama kerana bot yang sama
• Semakin kurang ketumpatan air, semakin banyak air

yang disesarkan.
• Oleh itu bot tenggelam lebih dalam di dalam air

sungai.

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal terapung

(d) Jika beban tambahan diletakkan ke dalam boat, mengapa
boat terapung lebih dalam dalam di permukaan air?

Bot menyesarkan lebih banyak air bagi
mendapatkan daya apungan lebih besar
untuk menyokong berat tambahan

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal terapung

(e) Apakah fungsi garis Plimsoll pada kapal.

Membantu menentukan aras
selamat bagi sebuah kapal
untuk terapung

Mengapakah garis-garis berada pada
aras yang berbeza?

• Terdapat perbezaan suhu
air laut berbeza.

• Oleh itu ketumpatan air
laut berbeza dengan lokasi.

• Ketumpatan air bergantung
pada suhu air.

Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal terapung

Apabila kapal yang dimuatkan sehingga garis T di
Pelabuhan Kelang belayar masuk ke Sungai Klang,
aras air sungai mencecah garis TF. Jelaskan sebabnya.

Ketumpatan air sungai lebih
rendah, ia tenggelam lebih dalam.

Jika kapal itu belayar ke England pada
musim sejuk, aras air laut di England
melepasi garis W, Mengapa?

• Pada musim sejuk, ketumpatan air laut tinggi
• bahagian kapal yang tenggelam kurang.

(sesarkan sedikit air)



Aktiviti 5 Tujuan: Aplikasi Prinsip Archimedes Kapal Selam

Tujuan: Membina penyelam Cartesian untuk menunjukkan
prinsip kerja tangki balast di dalam kapal selam

Radas: 1.5 litre botol plastik, tabung uji
Bahan: pita pelekat, air dan pewarna makanan

(a) Isikan tabung uji dengan air sehingga ¾ penuh.
Telangkupkan tabung uji itu dan masukkan
dengan cepat ke dalam botol plastik. Tabung uji
itu akan terapung di permukaan air.

(b) Perhatikan aras air di dalam tabung uji.
(c) Tekan bahagian bawah botol supaya tabung uji

tenggelam dengan perlahan-lahan ke dasar
botol. Perhatikan aras air di dalam tabung uji.
(d) Lepaskan tekanan pada botol sedikit demi
sedikit supaya tabung uji naik semula ke
permukaan air. Perhatikan perubahan aras air di
dalam tabung uji.