NOTA FIZIK TINGKATAN 4

CIKGU CHE ZAITUN BINTI ABDUL HALIM PHYSICS A

DREAM BIG, AIM HIGH, NEVER GIVE UP

PENGENALAN FIZIK

KUANTITI FIZIK

KUANTITI KUANTITI
ASAS TERBITAN

KUANTITI SKALAR KUANTITI VEKTOR

Kuantiti fizik yang hanya Kuantiti fizik yang
mempunyai magnitude mempunyai magnitud

sahaja dan arah

Rahang Dalam Skala ANGKUP VERNIER
mengukur diameter dalam Vernier
Skala Utama
objek (in) (in)

Rahang Skala Pengunci Skala Utama Bilah
Luar Vernier kunci (cm) pengukur

mengukur (cm) kedudukan dalam
mengukur
diameter skala kedalaman
luar/ vernier
Pengukuran
ketebalan
objek 3

Bacaan skala utama : 3.2 cm
Bacaan skala vernier : 0.04 cm
Bacaan angkup vernier : 3.24 cm

Ralat Sifar Negatif Ralat Sifar Positif

01 01

Skala Utama Skala Utama

Skala Vernier Skala Vernier

0 5 10 0 5 10

Senggatan keenam pada Skala Vernier Senggatan keenam pada Skala Vernier
segaris dengan senggatan pada Skala Utama segaris dengan senggatan pada Skala Utama

Ralat Sifar Negatif Ralat Sifar Positif

= - 0.04 cm = +0.06 cm

3. Rajah (a) menunjukkan bacaan tolok vernier apabila rahang ditutup rapat.

0 15 6

0 5 10 - 0.04 cm 0 5 10 5.64 cm

(a) (b)

Rajah (b) menunjukkan skala angkup vernier sama apabila 50 keping kadbod diletakkan
antara rahangnya. Tentukan ketebalan sekeping kadbod.

4

Objek yang hendak diukur Bidal diputar
diletakkan di antara sehingga rahangnya
rahangnya (spindal)
menyentuh objek.

MUKA PENGANJAK Tombol ini
ANDAS UKURAN SPINDAL PENGUNCI LARAS HALUS/ menghalang objek
RACHET diketat berlebihan

BIDAL dengan
menghasilkan bunyi

klik apabila
mikrometer sedia

untuk dibaca.

TOLOK SKRU MIKROMETER

BINGKAI

Skala Utama Skala Bacaan Skala Utama
Vernier = 4.00 mm
Garis Bacaan Skala Vernier
rujukan = 0.44 mm
melintang
Diameter bearing bola
= 4.44 mm

5

Ralat Sifar Positif Ralat Sifar Negatif

Garis 0 10 Senggatan Garis 05 Senggatan
rujukan 5 ke-2 di rujukan 0 ke-3 di
melintang 0 atas 0 melintang 45 bawah 0

45 40

Ralat Sifar Positif = + 0.02 mm Ralat Sifar Negatif = - 0.03 mm

Tuliskan bacaan ditunjukkan oleh tolok skru mikrometer dalam rajah berikut:
a) b)

0 25 05 20
20 15
15

Untuk memansuhkan ralat sifar *** 6
Bacaan Sebenar = Bacaan yang diukur − Ralat Sifar

Alat Pengukur Kepekaan Ketepatan
Pembaris Meter 0.1cm 0.1cm
0.01 cm 0.01 cm
Tolok Vernier
Tolok Skru Mikrometer 0.001cm /0.01mm 0.001cm /0.01mm
0.1 A 0.1 A
Ammeter (0 – 5 A) 1 mA 1 mA
Miliammeter (0 – 50 mA) 1 oC 1 oC
Termometer (-10 ºC – 110 ºC) 0.2 s 0.2 s
Jam Randik Mekanikal 0.01s 0.01s

Jam Randik Digital

7

Hubungan antara pemboleh ubah

a a a
a ∝ F
a ∝1 a ∝ 1
m m

0F 0m 1
0m
a berkadar langsung a berkadar songsang
dengan F dengan m a berkadar langsung

dengan 1
m

yy

0x 0x

y bertambah secara y berkurang secara linear
linear dengan x dengan x

8

DAYA DAN GERAKAN

PERSAMAAN GERAKAN PERLANGGARAN KENYAL:
PERLANGGARAN TAK KENYAL:

LAJU/ HALAJU : DAYA:
PECUTAN: DAYA IMPULS:
MOMENTUM:
IMPULS:
BERAT:

W = mg

Inersia

Inersia suatu objek ialah sifat objek itu untuk menentang sebarang perubahan
terhadap keadaan asalnya sama ada sedang bergerak atau dalam keadaan pegun.

Hukum Gerakan Newton Hubungan inersia dan jisim
pertama
Semakin besar jisim suatu objek, semakin
Setiap objek akan terus berada dalam besar inersianya.
keadaan pegun atau terus bergerak
dengan halaju tetap pada satu garisan Penerangan
lurus kecuali dikenakan oleh suatu daya
luar. Untuk mengurangkan kesan inersia apabila
berhenti secara tiba-tiba.
Cara menggurangkan kesan negatif inersia
Mengelakkan beban daripada terhumban ke
Cara hadapan

Tangki yang mengandungi cecair dalam Mengekalkan penumpang di tempat duduk
sebuah lori perlu dibahagikan kepada
beberapa bahagian yang kecil mereka semasa perlanggaran

Bahagian di antara tempat duduk pemandu Menghalang pemandu daripada melangga1r 8
dan beban harus mempunyai struktur keluli stereng semasa kemalangan
yang kukuh
Tali pinggang keledar

Beg udara

Momentum

1. Momentum ialah hasil darab jisim suatu objek dan halajunya.

2. Momentum = Jisim x Halaju

p = mv

3. Momentum merupakan kuantiti vektor 4. Unit SI momentum : kg m s-1

Prinsip Keabadian Momentum
Dalam suatu perlanggaran, jumlah momentum sebelum perlanggaran adalah sentiasa sama
dengan jumlah momentum selepas perlanggaran jika tiada daya luar bertindak ke atas sistem itu.

Jumlah momentum sebelum perlanggaran = Jumlah momentum selepas perlanggaran

Perlanggaran Kenyal Perlanggaran Tak Kenyal

u1 u2 v1 v2 u1 u2 v1 = v2
m1 m2 m1 m2 m1 m2 m1 m2

Sebelum Perlanggaran Selepas Perlanggaran Sebelum Perlanggaran Selepas Perlanggaran

Kedua-dua objek bergerak dengan halaju Kedua-dua objek bergerak bersama-sama
yang berbeza selepas perlanggaran. dengan halaju sepunya.
v Momentum diabadikan v Momentum diabadikan
v Tenaga kinetik diabadikan v Tenaga kinetik tidak diabadikan
v Jumlah tenaga diabadikan v Jumlah tenaga diabadikan

m1u1 + m2u2 = m1v1 + m2v2 m1u1 + m2u2 = (m1+ m2)v2

11

Letupan

Pegun v1 v2 Kedua-dua objek bercantum dan pegun
m1 m2 sebelum letupan dan bergerak
m1 m2 bertentangan arah selepas letupan.
Selepas Letupan Momentum diabadikan.
Sebelum Letupan
Jumlah Jumlah momentum
momentum selepas letupan :
sebelum letupan
ialah sifar. m1v1 + m2v2

m1v1 = m2v2 Berdasarkan Prinsip Keabadian Momentum :

Jumlah momentum = Jumlah momentum

sebelum letupan selepas letupan

0 = m1v1 + m2v2
m1v1 = - m2v2

tanda – menunjukkan objek bergerak pada
arah yang berlawanan selepas letupan.

12

Daya
Tolakan dan tarikan terhadap suatu objek.

Daya Seimbang or objek akan terus bergerak dengan halaju
Daya bersih sifar // Daya paduan sifar.
Kesan : seragam [ a = 0]

Objek pegun [ halaju = 0] Daya Angkat

Normal

Berat Daya Daya
Seretan Tujah

Berat

Daya tak seimbang / Daya paduan

Daya tak seimbang wujud apabila daya-daya yang bertindak pada suatu objek menghasilkan suatu
daya paduan ≠ 0 N.
Terdapat suatu daya bersih yang bertindak ke atas objek.

Kesan daya : Mengubah

● bentuk dan saiz objek ● gerakan objek dan ● kedudukan objek 13

Daya, Jisim & Pecutan Hukum Gerakan Newton Kedua

a Daya berkadar langsung dengan kadar
F perubahan momentum

F α mv – mu
t

Apabila daya bersih, F, bertindak ke atas Daya Paduan = Jisim x Pecutan
objek yang bejisim, m , objek tersebut
akan mengalami pecutan. F = ma

Hubungan antara a & F Hubungan antara a & m

a a

0F m

0 14

Impuls dan Daya Impuls Daya Impuls, FI FI = mv - mu
t
Impuls Kadar perubahan momentum
Perubahan momentum dalam suatu perlanggaran
atau letupan
Impuls = mv – mu
Unit = N
Unit : kgms-1 atau Ns

*** Daya impuls, F berkadar
songsang dengan masa
Kesan Masa sentuhan, t dalam suatu
perlanggaran.
FI
FI
t↓ FI ↑ FI µ 1
t↑ FI ↓ t t
1
• Masa sentuhan panjang t
Ø Daya impuls berkurang
15
• Masa sentuhan singkat
Ø Daya impuls bertambah

Ciri-ciri Keselamatan Kenderaan

Komponen Fungsi
Penghadang Kepala
Mengurangkan kesan inersia ke atas kepala semasa hentaman daripada
Bag Udara belakang

Cermin hadapan Memanjangkan masa hentaman kepala pemandu dengan stereng.
Daya impuls yang dikenakan pada pemandu dapat dikurangkan.
Bamper
Melindung pemandu dan penumpang.
Sistem Brek ABS Direka bentuk supaya retak dan berbentuk bulat daripada berkecai

Zon mudah remuk Memanjangkan masa hentaman semasa perlanggaran supaya daya
Tali Pinggang impuls dapat dikurangkan
Keledar
Palang Impak Sisi Membantu pemandu memberhentikan kenderaan dengan cepat tanpa
menyebabkan brek terkunci.
Tayar berbunga
Meningkatkan jumlah masa kereta berhenti sepenuhnya dan seterusnya
mengurangkan daya impuls.

Mengurangkan kesan inersia dengan menghalang penumpang
terhumban ke hadapan.

Meningkatkan ketegaran pintu dan mengagihkan tenaga sekiranya
berlaku perlanggaran dari bahagian tepi

Menambahkan daya geseran pada permukaan jalan raya semasa cuaca
hujan

38

KEKENYALAN Daya tolakan Daya Daya tolakan
tarikan
Kekenyalan sesuatu bahan ialah sifat bahan
itu kembali kepada bentuk dan saiz asalnya
selepas daya yang dikenakan dialihkan.

• Dua jenis daya yang wujud antara atom-atom pepejal ialah daya tarikan dan daya tolakan.
• Dalam keadaan biasa, kedua-dua daya ini diseimbangkan kerana jarak pemisah antara atom-

atom adalah tetap.
• Maka pepejal mempunyai bentuk tetap dan permukaan yang keras.

Dawai diregangkan dengan daya luaran Dawai dimampatkan dengan daya luaran

Daya Daya tarikan Daya Daya tolakan Daya Daya tolakan
tolakan tolakan tarikan

• Atom-atom dawai dijauhkan sedikit antara • Atom-atom dirapatkan dan daya tolakan
satu sama yang lain dan daya tarikan bertambah sehingga melebihi daya tarikan
bertambah sehingga melebihi daya tolakan antara atom-atom.
antara atom-atom.
• Daya tolakan yang bertambah ini akan
• Daya tarikan yang bertambah ini akan menolak atom-atom untuk mengembalikan

menarik atom-atom untuk mengembalikan bentuk asal dawai selepas daya yang
bentuk asal dawai selepas daya yang dikenakan dialihkan.
dikenakan dialihkan.

Pembaris Hukum Hooke F

Spring pemanjangan/mampatan suatu bahan 0x
Penunjuk kenyal adalah berkadar terus dengan
Jisim daya regangan/ mampatan yang F= daya yang dikenakan
berslot bertindak jika had kenyal bahan itu x = pemanjangan/ mampatan
tidak dilebihi.
Kaki retort k = pemalar spring
F = kx

Had kekenyalan spring Pemalar daya spring, k

Fx F spring keras

Had spring lembut
kekenyalan
Had
kekenyalan

0 x0 F 0x

• Had kekenyalan spring ialah daya maksimum yang • Pemalar daya spring, k ditakrifkan
boleh dikenakan ke atasnya selagi ia boleh kembali sebagai daya yang diperlukan untuk
kepada panjang asal apabila daya yang dikenakan menghasilkan seunit pemanjangan/
dialihkan. mampatan spring itu.

• Jika spring tersebut dikenakan suatu daya melebihi k= F/x = Kecerunan graf F
melawan x
had kekenyalan, ia tidak boleh kembali kepada
panjang asal apabila daya yang dikenakan dialihkan. • Unit : N m-1 @ N cm-1 @ N mm-1

• Spring yang mempunyai nilai

Kerja dilakukan untuk = Tenaga keupayaan pemalar daya spring, k yang besar
memanjangkan/ kenyal, Ee
mampatkan spring sukar diregangkan dan ia dikatakan

= Luas dibawah graf F lebih keras.
melawan x
• Spring yang mempunyai nilai

1 1 pemalar daya spring, k yang kecil
2 2
Ee = Fx = kx2 lebih mudah diregangkan dan ia

dikatakan kurang keras atau lebih

lembut. 68

L↓ L↑ d↓ d↑

Kekenyalan ↓ Kekenyalan ↑ Kekenyalan ↑ Kekenyalan ↓

k↑ k↓ k↓ k↑

Panjang dawai spring Diameter dawai spring

Jenis bahan Faktor yang Diameter spring
mempengaruhi
Kekenyalan bergantung kepada D↓ D↑
jenis bahan Kekenyalan
Kekenyalan ↓ Kekenyalan ↑
F k = pemalar daya
spring k↑ k↓
k↑
0x 70
Kekerasan ↑
kSteel > kCopper > kAl Kekenyalan↓

* Nilai k dirujuk
sebagai ukuran
kekerasan suatu

spring

Kerja, tenaga, kuasa dan kecekapan

Kerja hasil darab daya yang bertindak dan sesaran objek tersebut dalam
arah daya yang dikenakan.

F W = Fs

s W = Kerja
F = Daya, s = sesaran
Tenaga
Kebolehan melakukan kerja. Unit SI : Joule, J

Kuasa
Kadar untuk melakukan kerja.

P = W P = Kuasa,
t
W = Kerja/Tenaga,
t = masa

Tekanan Tekanan = ____D_a_y_a__N_o_r_m_a_l P = F
Daya normal per unit luas Luas A

2. Seorang pelajar menekan paku tekan ke dalam Ibu jari
sekeping kayu dengan daya 20 N. Luas permukaan
kepala paku tekan 1 cm2 dan luas keratan rentas Kepala
hujung paku tekan adalah 0.01 cm2. paku tekan
Hitung:
Hujung paku tekan
a) tekanan yang dihasilkan oleh pelajar itu pada
kepala paku tekan. Jaw :
a) 200 kPa b) 20 MPa
b) tekanan yang dihasilkan oleh pelajar itu pada
hujung paku tekan. c) Tekanan berkadar
songsang dengan luas
c) Apakah kesimpulan yang anda boleh buat
permukaan yang
berdasarkan jawapan anda di (a) dan (b)? bersentuhan

kayu

22

Tekanan dalam cecair

Hasil darab kedalaman, Ciri-ciri Tekanan Dalam Cecair
ketumpatan dan graviti.
• Tekanan dalam cecair pada suatu titik pada
P = ρhg kedalaman tertentu bertindak dengan magnitud yang
sama dan dari semua arah.

• Tekanan dalam cecair tidak bergantung kepada luas
objek yang berada di dalam cecair.

• Tekanan dalam cecair tidak bergantung kepada
bentuk bekas.

Hubungan antara kedalaman
dan tekanan dalam cecair

Kedalaman Ketumpatan
Air
Tekanan dalam cecair Tekanan dalam cecair berkadar terus
berkadar terus dengan ketumpatan cecair.
dengan kedalaman.
Tekanan dalam cecair Lubang pada Air
meningkat dengan paras yang

kedalaman. sama

Minyak
masak

23

Tekanan Gas
Daya yang dikenakan oleh molekul udara per unit luas permukaan.

Tekanan atmosfera Vakum

Tekanan yang disebabkan Tekanan atmosfera = 76 cmHg 76 cm
oleh daya ke bawah (berat
atmosfera) ke atas
permukaan bumi.

Jika ketinggian menegak merkuri adalah h cm, maka
bacaan tekanan atmosfera adalah "h cm merkuri".

Mengukur tekanan gas dengan menggunakan manometer

Tekanan Tekanan Tekanan
Atmosfera Atmosfera Atmosfera

h h

Gas Gas Gas

Pgas = Patm Pgas = Patm + h Pgas = Patm - h

Rajah menunjukkan yang sebuah manometer 15 cm
merkuri yang disambungkan kepada bekalan
gas.Hitungkan tekanan bekalan gas dalam unit Gas
(i) cm Hg
(ii) Pa 25
[ Ketumpatan merkuri = 1.36 x 104 kg m-3 dan
Tekanan Atmosfera = 76 cm Hg ]

Jaw :
a) 91 cmHg b) 124 kPa

Prinsip Pascal

Tekanan yang dikenakan ke atas suatu cecair di dalam bekas tertutup akan dipindahkan
secara seragam ke semua bahagian cecair itu.

Sistem hidraulik 1. Satu daya input kecil, F1 yang dikenakan
pada omboh kecil menghasilkan daya output
F1
yang besar, F2 pada omboh besar.
F2 2. Berdasarkan Prinsip Pascal, tekanan

Omboh Omboh dipindahkan secara seragam pada semua
input A1 d1 A2 output arah, P1 = P2 =F1/A1 = F2/A2.

d2 F1 F2
A1 A2
Bendalir =

3. Apabila bendalir tak termampat digerakkan melalui sistem hidraulik, isipadu bendalir yang
bergerak dalam sistem input mestilah sama isipadu bendalir yang bergerak dalam sistem
output. Oleh itu, __A_1_d_1_=__A_2_d_2___.

4. Sistem hidraulik bertindak sebagai pengganda kuasa. Ia menggandakan daya input dengan
faktor tertentu untuk mendapatkan daya output yang lebih besar.

5. Magnitud daya pada omboh besar bergantung kepada A1d1 = A2d2

1. _d_a_y_a_, _F_1_p_a_d_a__o_m_b__o_h_k_e_c_i_l _____________________________
2. _n_is_b_a_h__lu__a_s_p_e_r_m_u__k_a_a_n_o_m__b_o_h_-_o_m__b_o_h___________________

26

bendalir tak Bendalir tidak mengandungi sebarang
termampat hidraulik gelembung udara. Kewujudan
gelembung udara akan
Tidak menghakis mengurangkan kecekapan sistem di
mana sebahagian daripada daya yang

dikenakan akan digunakan untuk
memampatkan gelembung udara.

Takat didih yang
didih

1. Rajah menunjukkan satu sistem hidraulik asas 20N Load Omboh
yang mempunyai omboh kecil dan besar dengan besar
luas keratan rentas masing-masing 0.005 m2 dan Omboh
0.1 m2. Satu daya 20N dikenakan pada omboh kecil
kecil. Tentukan
Bendalir
a) tekanan yang dipindahkan dalam bendalir
hidraulik Jaw :
a) 4000 Pa b) 40kg c) 0.2 cm
b) jisim beban
c) jarak yang dilalui oleh omboh besar jika

omboh kecil ditolak 0.04 m ke bawah

Prinsip Archimedes

Apabila sesuatu objek tenggelam sebahagian atau sepenuhnya dalam suatu bendalir (cecair
atau gas), _d_a_y_a_a_p__u_n_g_a_n_______(daya tujah) yang bertindak ke objek tersebut adalah __s_a_m_a_
dengan __b_e_r_a_t _______ cecair yang disesarkannya.

Daya Apungan FB =ρVg

Berat cecair yang tersesar

Daya keapungan
_D_a_y_a_t_u_j_a_h____________ke atas yang terhasil apabila suatu objek tenggelam
_s_e_p_e_n_u_h_n_y_a__________atau ____s_e_b_a_h__a_g_ia_n_n_y_a____di dalam bendalir.

Daya apungan = Berat sebenar – Berat ketara

Daya apungan, FB = ρ V g

Daya apungan = Kehilangan berat objek = Berat cecair cecair yang
disesarkan

Latihan 3.5.1 65 N

1. Satu objek digantung pada neraca spring. 30 N
a) Apakah daya apung yang bertindak ke atas objek di
dalam air?
b) Berapa berat air yang disesarkan oleh objek tersebut?
c) Tentukan isipadu air yang disesarkan oleh objek
[Ketumpatan air =1000kgm-3]
d) Apakah isipadu objek tersebut?

Jaw : a) 35 N b) 35 N c) 3.5 x10-3 m3 d) 3.5 x10-3 m3

2. Berat seketul batu ialah 2.5 N. Apabila batu itu tenggelam sepenuhnya dalam cecair, berat

ketaranya ialah 2.2 N. Kira ketumpatan cecair jika jumlah itu disesarkan oleh batu itu adalah

25 cm3 . Jaw : 1200 kgm-3

29

Daya apung dan Keapungan

Keadaan Terapung as Naik as Tenggelam Daya apung
objek Berat
Daya apung Daya apung Daya apung
Syarat = Berat objek > Berat objek < Berat objek

INGAT !! Sebuah objek yang terapung menyesarkan kuantiti cecair yang
beratnya sama dengan berat objek itu sendiri.

Prinsip Bernoulli

Apabila laju aliran bendalir bertambah, tekanan dalam bendalir akan berkurang dan
sebaliknya.

Aerofoil Tekanan rendah
Aerofoil Aliran udara laju

Daya angkat

Aliran udara perlahan

Tekanan tinggi

1. Apabila sayap dalam bentuk aerofoil yang bergerak di udara, aliran udara di atas bahagian
atas bergerak lebih cepat dan menghasilkan kawasan tekanan rendah.

2. Aliran udara di bawah sayap yang lebih perlahan menyebabkan suatu kawasan yang
mempunyai tekanan yang lebih tinggi.

3. Perbezaan di antara tekanan di bahagian atas dan bawah sayap menghasilkan daya angkat.
4. Daya angkat melebihi berat kapal terbang dan kapal terbang naik ke atas.

5. Aerofoil terbalik digunakan dalam kereta lumba untuk menghasilkan daya ke bawah yang
membantu untuk menstabilkan kereta pada kelajuan tinggi.

Haba Sentuhan Terma

• Suatu bentuk tenaga Dua objek berada dalam sentuhan terma
• Diukur dalam unit Joule, J apabila tenaga haba boleh dipindahkan di
antara mereka.
Mekanisma Keseimbangan Terma

kadar pemindahan AB AB
haba lebih cepat

dari A ke B

AB A B

Panas Sejuk Panas Sejuk kadar pemindahan Tiada aliran haba
haba sama bersih

dari A ke B

kadar pemindahan Aliran haba bersih • Selepas beberapa lama, tenaga haba
haba lebih perlahan dari objek yang dipindahkan pada kadar yang __s_a_m_a____
antara kedua-dua objek. Tidak ada
dari B ke A panas ke objek yang pemindahan haba bersih antara objek-
objek.
sejuk
• Kedua-dua objek yang dikatakan berada
• Haba dipindahkan pada kadar yang lebih dalam __k_e_s_e_i_m_b_a_n_g_a_n__te_r_m_a_._________.
_c_e_p_a_t_______ daripada objek yang panas
Keseimbangan Terma
ke objek yang sejuk. Haba juga
dipindahkan daripada objek yang sejuk Apabila dua objek berada dalam
kepada yang panas, tetapi pada kadar keseimbangan terma, tidak ada aliran haba
yang lebih _p_e_rl_a_h_a_n_____. bersih di antaranya. Dua objek dalam
• Terdapat __a_l_ir_a_n_h_a_b_a__________bersih keseimbangan terma mempunyai suhu yang
sama.
dari objek panas ke objek sejuk.
• Objek yang panas menjadi sejuk manakala

objek yang sejuk menjadi panas.

Ciri-ciri cecair yang digunakan dalam Bagaimana termometer
termometer cecair-dalam-kaca cecair-dalam-kaca berfungsi?

1. Mudah dilihat atau cecair Termometer 1. Bebuli termometer
berwarna legap Cecair-Dalam-Kaca mengandungi cecair merkuri
yang berjisim tetap. Isipadu
2. Mengembang dengan seragam merkuri bertambah apabila ia
apabila dipanaskan menyerap haba.

3. Tidak melekat pada dinding kaca 2. Cecair merkuri mengembang
dan naik di dalam tiub
4. Konduktor haba yang baik kapilari. Panjang turus
5. Takat didih tinggi dan takat beku merkuri dalam tiub kapilari
dapat menunjukkan nilai
rendah. suhu.

Prinsip kerja termometer

• Apabila termometer dimasukkan dalam air panas, haba bersih mengalir daripada air panas ke
termometer.

• Apabila berlaku keseimbangan terma kadar pemindahan haba bersih adalah sifar.
• Suhu termometer adalah sama dengan suhu air panas.
• Oleh itu bacaan termometer ketika itu adalah merupakan suhu air panas.

Bagaimana meningkatkan kepekaan termometer merkuri?

1. Tiub kapilari yang lebih sempit/halus.
2. Bebuli kaca yang berdinding nipis
3. Bebuli kaca yang lebih kecil.

Muatan Haba Tentu

Muatan haba
kuantiti haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu suatu bahan sebanyak 1°C atau 1 K.

Muatan Haba Tentu, c
kuantiti haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kg bahan sebanyak 1°C.

Q = mcDθ Unit SI : = J kg-1°C-1 / J kg-1K-1

Q = Haba diserap atau dibebaskan, unit J
m = Jisim bahan, unit kg
∆θ = Perubahan suhu, unit °C

Sifat bahan yang Suhu bahan meningkat dalam masa yang singkat apabila dipanaskan
mempunyai dan menurun dalam masa yang singkat apabila disejukkan (Konduktor haba
muatan haba yang baik).
tentu yang kecil
Contoh: Logam seperti besi, keluli, tembaga dan aluminium biasa digunakan
sebagai periuk dan kuali.

Sifat bahan yang Bahan ini boleh menyerap tenaga haba dalam kuantiti yang besar tanpa
mempunyai mengalami peningkatan suhu yang tinggi.
muatan haba
tentu yang besar Contoh: Air digunakan sebagai ajen penyejuk dalam radiator kenderaan.

Haba pendam

Haba yang diserap atau haba yang dibebaskan pada suhu tetap semasa perubahan keadaan
jirim suatu bahan tertentu.

1. Apabila pepejal cair pada takat lebur, haba pendam pelakuran diserap 4 perubahan
2. Untuk cecair memejal pada takat beku, haba pendam pelakuran fasa yang
utama
dibebaskan.
3. Apabila cecair yang mendidih pada takat didihnya, haba pendam GAS

pengewapan diserap.

4. Apabila wap terkondensasi menjadi cecair semula, haba pendam
pengewapan dibebaskan.

PELEBURAN PENDIDIHAN

Haba pendam Haba pendam
diserap diserap

PEPEJAL Haba pendam CECAIR Haba pendam
dibebaskan dibebaskan

PEBEKUAN KONDENSASI

Ciri-ciri umum empat proses yang melibatkan perubahan fasa

1. Bahan mengalami perubahan fasa pada suhu tertentu.

2. Tenaga haba dipindahkan semasa perubahan fasa.

3. Semasa perubahan fasa, suhu terus __m__a_la_r__________ walaupun terdapat pemindahan

haba. 35

Kenapa suhu bahan tetap semasa perubahan fasa jirim berlaku?

1. Semasa perubahan keadaan jirim, pemindahan tenaga haba tidak menyebabkan perubahan
kepada tenaga kinetik zarah dalam bahan.

2. Semasa proses peleburan, tenaga haba yang diserap digunakan untuk memutuskan ikatan
antara zarah-zarah dalam pepejal. Zarah-zarah terbebas daripada kedudukan tetapnya dan
bergerak lebih bebas. Dalam keadaan ini bahan pepejal bertukar kepada cecair.

3. Semasa pendidihan, tenaga haba yang diserap digunakan untuk memutuskan ikatan antara
zarah-zarah dalam cecair sepenuhnya dan mengatasi tekanan atmosfera yang bertindak ke
atas permukaan cecair bagi menjadi gas (wap).

Haba pendam tentu, l

Haba pendam tentu suatu bahan ialah kuantiti haba yang diperlukan untuk mengubah
keadaan jirim 1 kg bahan tanpa perubahan suhu.

Q = mL Unit SI: J kg-1
Q = tenaga haba yang diserap atau dibebaskan oleh bahan

m = jisim bahan

Haba pendam tentu pelakuran

Kuantiti haba yang diperlukan untuk mengubah 1 kg bahan daripada keadaan pepejal
kepada cecair (atau sebaliknya) tanpa perubahan suhu.

Haba pendam tentu pengewapan

Kuantiti haba yang diperlukan untuk mengubah 1 kg bahan daripada keadaan cecair kepada
wap (atau sebaliknya) tanpa perubahan suhu.

Formula Q = mcθ Q = Pt = VIt as Q = ml
untuk
Haba yang diserap as
mengira atau dibebaskan
HABA mengubah suhu Jika haba dibekalkan Apabila haba yang
bahan menggunakan elektrik diserap atau
Keadaan
dibebaskan menukar
fasa bahan pada suhu

malar

P = kuasa pemanas elektrik, dalam unit W
t = masa, dalam unit saat

Charle’s Hukum Gas P T/ressure ekanan

V1 = V2 P V P1 = P2
T1 T2 T1 T2

V P=k V=k P
T T
=k V = k

V = kT T(Kelvin) P

V µT T P = kT

P µT

T

P1V1 = P2V2 T=k *** m = k

PV = k P Boyle’s Untuk semua hukum

P = k V
V

P µ 1 k = constant / malar 38
V

HUKUM GAS P
V
HUKUM BOYLE menyatakan :
Isipadu gas berkadar sonsang dengan P1V1 = P2V2
tekanan gas jika jisim dan suhu gas
malar.

• Apabila isipadu gas berkurang, bilangan
molekul per unit isipadu bertambah.

• Jarak antara molekul semakin dekat
antara satu sama lain.

• Molekul-molekul berlanggar dengan
lebih kerap.

• Kadar perlanggaran bertambah dan
menyebabkan tekanan gas bertambah.

HUKUM GAS ℃ à Kelvin
+273
HUKUM CHARLES menyatakan :
Isipadu gas berkadar terus dengan V
suhu mutlak jika jisim dan tekanan
gas malar. T

• Apabila jisim dan tekanan gas malar, V1 = V2
frekuensi perlanggaran antara molekul gas T1 T2
dengan dinding bekas malar.

• Apabila gas dipanaskan, suhu gas
bertambah, tenaga kinetik bertambah.

• Perlanggaran molekul dengan dinding
bekas bertambah.

• Molekul gas menolak omboh dan gas
mengembang, molekul gas bergerak ke
ruang lebih besar.

• Tekanan gas kekal malar.

HUKUM GAS ℃ à Kelvin
+273

HUKUM TEKANAN menyatakan : P
Tekanan gas berkadar terus dengan
suhu mutlak apabila jisim dan isipadu T
gas malar.

• Apabila suhu gas bertambah, tenaga P1 P2
kinetik molekul gas bertambah. T1 T2

• Molekul-molekul gas bergerak lebih laju
dan perlanggaran dengan dinding bekas
lebih kerap.

• Kadar perubahan momentum
bertambah.

• Tekanan bertambah.

=

Hukum Pantulan

1. Sinar tuju, garis normal dan sinar pantulan berada pada satah yang sama.
2. Sudut tuju, i = Sudut pantulan, r

Lukis rajah sinar untuk menentukan kedudukan dan ciri-ciri imej yang dibentuk oleh cermin
satah.

Object Image Ciri-ciri imej yang terbentuk pada
cermin satah
Student Plane Mirror
1. Songsang sisi
2. Sama saiz
3. Maya
4. Tegak
5. Jarak imej = jarak objek

Catatan:
Imej nyata: imej yang boleh dipaparkan
pada skrin

Imej maya: imej yang tidak boleh
dipaparkan pada skrin

Rajah Sinar Cermin Cekung

Jarak Objek Ciri-ciri imej

u<f u > 2f Kecil, songsang, nyata

O I u = 2f Sama saiz, songsang, nyata

CF Besar, f < u < 2f Besar, songsang, nyata
tegak,
maya u=f Besar, tegak, maya

u<f Besar, tegak, maya

Rajah Sinar Cermin Cembung Jarak Objek Ciri-ciri imej
u > 2f
f < u < 2f u = 2f • Kecil, Tegak, Maya
• 0<v<f
O I f < u < 2f
CF F C u=f
u<f

Indeks Biasan, n Dalam Nyata, H dan Dalam Ketara, h

• Nisbah kelajuan cahaya di dalam vakum Normal
(atau udara) kepada kelajuan cahaya di
dalam medium. Udara

• Nisbah sinus sudut tuju, i terhadap sinus
sudut biasan, r.

Hukum Snell Air h H = Dalam sebenar
HI h = Dalam ketara
sin i
sin r = pemalar =n O

1

n = H 3
h

Halaju cahaya dalam medium

2 Hukum Pembiasan

n = laju cahaya dalam vakum Apabila satu alur cahaya merambat dari satu
laju cahaya dalam medium medium ke medium lain yang berbeza
ketumpatan optik,
Halaju cahaya dalam vakum = 3 x 108 ms-1 1. sinar tuju, garis normal dan sinar biasan

berada pada satu satah yang sama
2. nisbah sinus sudut tuju, i kepada sinus

sudut biasan, r adalah pemalar.

Pantulan Dalam Penuh Normal

Pantulan dalaman cahaya di permukaan dalam Udara c
medium apabila sudut tuju dalam medium yang Kaca
lebih tumpat melebihi sudut genting. Sinar
i>c pantulan
Syarat-syarat
Sinar kuat
Dua syarat yang membolehkan fenomena pantulan tuju
dalam penuh berlaku iaitu:
1. Cahaya merambat dari medium lebih tumpat ke

medium yang kurang tumpat.
2. Sudut tuju, i > sudut genting, c suatu medium

Logamaya

1. Pada hari yang panas, udara berhampiran dengan Bumi akan dipanaskan.
2. Udara panas itu mengembang dan menjadi kurang tumpat secara optik berbanding dengan

udara di lapisan atas yang lebih sejuk.
3. Cahaya yang memasuki lapisan udara yang panas (kurang tumpat) dari lapisan udara sejuk

(lebih tumpat) akan dibiaskan menjauhi normal.
4. Nilai sudut tuju bertambah secara beransur-ansur dan apabila sinar cahaya hampir sampai ke

permukaan Bumi, sudut tuju melebihi sudut genting dan pantulan dalam penuh berlaku.
5. Imej langit dan awan terbentuk pada permukaan jalan raya.

45

Peraturan-peraturan dalam melukis gambar rajah sinar bagi kanta
Kanta Cembung

123

FO F F O F F O F

Sinar cahaya yang selari Sinar cahaya yang melalui Sinar cahaya yang melalui
dengan paksi utama akan titik fokus, F akan dibiaskan pusat optik akan merambat
dibiaskan melalui titik fokus, F. selari dengan paksi utama. secara lurus tanpa
dibengkokkan.
1 Kanta Cekung
2 3

FO F F OF FO F

Sinar cahaya yang selari Sinar cahaya yang menuju Sinar cahaya yang melalui
dengan paksi utama akan titik fokus, F akan dibiaskan pusat optik akan merambat
dibiaskan seolah-olah berasal selari dengan paksi utama. secara lurus tanpa
dari titik fokus, F yang terletak dibengkokkan.
di sebelah yang sama dengan
46
sinar tuju.

u<f Kanta pembesar u > 2f

2F F O F

2F F O F

u= ¥ F Jarak Ciri-ciri imej yang terbentuk
objek
FO Kecil, Songsang, Nyata
u=¥ Kecil, Songsang, Nyata
Sama saiz, Songsang, Nyata
u > 2f Besar, Songsang, Nyata
Maya, Terbentuk di infiniti
u = 2f Besar, Tegak, Maya

f < u < 2f

u=f

u<f

47

Rajah Sinar Kanta Cekung u<f
2F F O
u = 2f

2F F O

Jarak objek Ciri-ciri imej yang terbentuk

u=¥ 1. Kecil
2. Tegak
u > 2f 3. Maya
u = 2f
f < u < 2f
u=f
u<f

48

Kuasa Kanta f dalam m f dalam cm

1. Kuasa kanta adalah ukuran keupayaan kanta untuk P = 1 P = 100
menumpu atau mencapah alur sinar cahaya. f f

2. Unit SI = m-1 atau Diopter (D).
3. Kuasa untuk kanta cembung adalah positif. Kuasa

untuk kanta cekung adalah negatif.

Rumus Kanta m &lt; 1 • kecil

1 = 1 + 1 1 f = Panjang fokus m = 1 • samasaiz
f u v u = jarak objek
v = jarak imej m &gt; 1 • besar

m = v 2 m = Pembesaran linear Contoh 1
u
hI = saiz imej Hitung kuasa:
m = hI 3 h0 = saiz imej a) kanta cembung dengan f = 20 cm,
hO b) kanta cekung dengan f = - 5 cm.

a) f = 20 cm = 0.2 m
P = 1 / 0.2 = 5 D

b) f = - 5 cm = - 0.05 m 49
P = 1 / -0.05 = -20 D

Teleskop Kanta objek Kanta mata
fo fe
Sinar cahaya
dari objek yang Fe Fe
Fo
jauh

u1 = ¥

Fo

u2 = fe

Imej akhir
terbentuk di infiniti

ü Aplikasi: untuk melihat objek jauh seperti bulan dan bintang

ü Terdiri daripada dua kanta cembung: kanta objek dan kanta mata

ü Panjang fokus kanta objek, fo adalah lebih panjang daripada panjang fokus kanta mata, fe
ü Kanta objek menumpu sinar selari dari objek yang jauh dan membentuk imej yang nyata,

songsang dan kecil pada titik fokus kanta objek, Fo.

ü Kanta mata digunakan sebagai kanta pembesar untuk membentuk imej maya, tegak dan

besar (jika dibandingkan dengan imej pertama).

ü Pada pelarasan normal, imej terakhir terbentuk di infiniti.

ü Ini dilakukan dengan melaraskan kedudukan kanta mata supaya imej pertama yang nyata

menjadi objek kepada kanta mata di titik fokus, Fe .

ü Pelarasan Normal: Jarak antara kanta adalah fo + fe 50