Top Class Fizik Tg 4

 Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation

3.2 Kepler’s Laws B the square of the orbital December November October
period of a planet is Oktober September
Hukum Kepler directly porportional to Disember September
the cube of a major axis.
13. Which of these statements A B August
is one of Kepler’s Law of kuasa dua tempoh orbit Ogos
Planetary Motion?
sebuah planet berkadar JJaannuuaarriyMaStauhnari C July
Antara yang berikut, yang langsung dengan kuasa tiga Julai
paksi major.
manakah merupakan salah satu June
kenyataan daripada Hukum C the orbit of a planet Jun
Gerakan Planet Kepler? around the Sun is an February May
ellipse, with Sun at one Februari March April Mei
A An object in motion focus. Mac
remains in motion.
orbit planet mengelilingi Diagram 5 / Rajah 5
Objek yang bergerak akan
Matahari adalah elips dengan Which of the following is
kekal bergerak. Matahari sebagai fokus. true about the area A, B and
C which are swept out by the
B Planets move in elliptical D a line drawn from a planet?
orbits with the Sun at one planet to the Sun always
focus. sweeps over equal areas Antara yang berikut, yang
in equal intervals of time.
Planet bergerak dalam orbit manakah benar tentang rantau
garisan dari sebuah planet ke A, B dan C yang telah dicakupi
berbentuk elips dengan planet tersebut?
Matahari berada pada Matahari sentiasa mencakupi
fokusnya. luas yang sama dalam selang A The area A is the largest.
masa yang sama.
C Direction of inner planets Rantau A adalah paling luas.
orbitting the sun is 16. The time taken for a planet
opposite to the direction to completely travelling B Area A, B and C are the
of outer ones. around the Sun is known as same.

Arah peredaran planet yang Masa diambil untuk sebuah Luas rantau A, B dan C
adalah sama.
berhampiran Matahari adalah planet melengkapkan peredaran
berlawanan dengan arah mengelilingi Matahari dikenali C Area C is the smallest
peredaran planet yang jauh sebagai
dari Matahari. Luas rantau C adalah paling
A day. kecil.

14. If a planet’s orbital speed hari. 19. What is stated in Kepler’s
is 20 km s–1 at its average Third Law about the velocity
distance from the Sun, which B month. of an object in a large orbit
of the following is most compared to an object in a
likely the orbital speed when bulan. small orbit?
it is nearest the Sun?
C year. Apakah yang dinyatakan dalam
Jika halaju orbit sebuah
tahun. Hukum Kepler Ketiga tentang
planet ialah 20 km s–1 ketika halaju objek dalam orbit yang
berada pada jarak purata dari D orbital period. besar berbanding dengan objek
Matahari, antara yang berikut, dalam orbit yang kecil?
yang manakah merupakan tempoh orbit.
kemungkinan besar halaju A The velocity is faster in
orbitnya ketika berada paling 17. The place where a planet larger orbits.
dekat dengan Matahari? is closest to the Sun as its
orbits the Sun is called the Halaju adalah lebih laju
A 20 km s–1 C 15 km s–1
B 10 km s–1 D 25 km s–1 Kedudukan bagi sebuah planet dalam orbit yang besar.

15. Kepler’sSecondLawstatesthat berada paling hampir dengan B The velocity is constant
Hukum Kepler Kedua Matahari ketika mengorbit no matter what the size
Matahari dikenali sebagai the orbit is.
menyatakan bahawa
A perihelion / perihelion Halaju adalah malar tanpa
A the major axis is equal B focus / fokus
to the planet’s average C aphelion / aphelion mengira saiz orbit.
distance from the Sun. D centre / pusat
C The velocity is slower in
paksi major adalah sama 18. Diagram 5 shows a planet larger orbits.
orbiting Sun.
dengan jarak purata planet Halaju adalah lebih perlahan
dari Matahari. Rajah 5 menujukkan sebuah
dalam orbit yang lebih besar.
planet mengorbit Matahari.
D There is no relationship
between velocity and size
of orbit.

Tiada hubungan antara

halaju dan saiz orbit.

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 42

Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation 

20. Kepler’s first law states the D v
path of each planet around
the Sun is an with r P
Q
the Sun at one focus.
Earth
Hukum Kepler Pertama Bumi
menyatakan bahawa laluan
setiap planet mengelilingi Diagram 6 / Rajah 6
Matahari ialah
dengan Matahari berada pada 22. The orbital radius of a The following quantities
salah satu titik fokusnya. satellite is r, and its orbital of satellite P and Q are the
speed is v. Which of the same except
A circle C oval following graphs shows
the orbital speed, v of the Kuantiti berikut adalah sama bagi
bulatan bujur satellite varies with the
radius r of its orbit? satelit P dan Q kecuali
B ellipse
Jejari orbit bagi sebuah satelit A orbital speed.
elips
ialah r dan halaju orbitnya ialah halaju orbit.
3.3 Man-made Satellites v. Antara yang berikut, yang
manakah graf menunjukkan B centripetal acceleration.
Satelit Buatan Manusia halaju orbit berubah dengan jejari
orbit, r bagi satelit tersebut? pecutan memusat.
21. The velocity required to
A v C gravitational potential
launch a satellite into a energy.

circular orbit around the tenaga Keupayaan Graviti.

Earth at a distance r from 24. An earth’s satellite in a
circular orbit moves to
the Earth is vs. If a satellite r another cirular orbit of greater
is launched with a velocity radius. Which one of the
following quantities possessed
v and v is less than vs, the 0 by the satellite will increase
satellite will move in the in magnitude due to its
B v movement to the new orbit?
direction as shown in
Halaju yang diperlukan untuk Sebuah satelit bumi di dalam

melancarkan satelit ke dalam orbit bulatan bergerak ke orbit
orbit bulat mengelilingi Bumi bulatan yang mempunyai
pada jarak r dsaatrei lBitudmilai niaclaarhkavns. r jejari yang lebih besar. Antara
Jika sebuah 0 r yang berikut, yang manakah
pada halaju v, dan v adalah lebih kuantiti bagi satelit tersebut
kecil daripada vdsa, lsaamtealitratehrsebut C v akan bertambah magnitudnya
akan bergerak disebabkan oleh gerakan ke orbit
seperti yang ditunjukkan dalam 0 baharu?
rajah
D v A Gravitational force
A v
Daya graviti
r
B Gravitational potential
B v 0r energy

r 23. Diagram 6 shows two satellites Tenaga keupayaan graviti
P and Q of masses m and 2m
C v are in the same circular orbit C Gravitational acceleration
are orbiting the Earth.
r Pecutan graviti
Rajah 6 menunjukkan dua
25. Which of the following
satelit P dan Q berjisim m dan quantities is not
2m berada dalam orbit bulat necessarily the same for all
yang sama sedang mengorbit geosynchronous satellites to
mengelilingi Bumi. orbit around the Earth?

Antara yang berikut, yang

manakah kuantiti yang tidak
semestinya sama bagi semua
satelit geosegerak yang
mengorbit mengelilingi Bumi?

43 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation

A Mass C Gravitational force graviti yang dimiliki objek yang
increases, gravitational berjisim m tersebut?
Jisim potential energy increases.
A – 9Gm­ J
B Period of orbit Daya graviti bertambah, r

Tempoh orbit tenaga keupayaan graviti B – 11Gm­ J
bertambah. r
C Direction of revolution
D Gravitational force C – 10Gm2­ J
Arah peredaran increases, gravitational r
potential energy decreases.
D Orbital plane D – 10Gm2­ J
Daya graviti bertambah, r2
Satah orbit
tenaga keupayaan graviti 28. An object of mass m is
26. A rocket is moving away berkurang.
from the Earth. Which of launched from the surface
the following about the 27. The object with mass of m kg
gravitational force on the is at distance r m from the of the earth of mass M
rocket and gravitational centre of a body with mass
potential energy is correct? of 10m kg. and radius r. The universal

Sebuah roket sedang bergerak Suatu objek berjisim m kg berada gravitational constant is G.
menjauhi Bumi. Antara yang
berikut, yang manakah mengenai pada jarak r m dari pusat suatu In order to escape from the
daya graviti pada roket dan jasad yang berjisim 10m kg.
tenaga keupayaan graviti adalah gravitational field of the
benar? m
earth, the launching speed of
A Gravitational force r
decreases, gravitational the object must be
potential energy increases. 10m Suatu objek berjisim m dilancarkan

Daya graviti berkurang, dari permukaan bumi yang berjisim
What is the gravitational M dan jejari r. Pemalar kegravitian
tenaga keupayaan graviti ialah G. Bagi memastikan objek
bertambah. potential energy possesses by terlepas daripada medan graviti
the object of mass m? bumi, halaju perlancaran suatu
B Gravitational force Berapakah tenaga keupayaan objek mesti
decreases, gravitational 2GrM C
potential energy decreases. A 2GM
r
Daya graviti berkurang, 2GrMm D
B 2GM
tenaga keupayaan graviti r
berkurang.

Paper 2

Section A / Bahagian A

1. Diagram 1 shows two stars X and Y of masses m and 2m respectively are separated by a distance r.

Rajah 1 menunjukkan dua bintang X dan Y masing-masing dengan jisim m dan 2m yang dipisahkan oleh jarak r.
Xr Y

m
2m

Diagram 1 / Rajah 1

(a) Based on Diagram 1,

Berdasarkan Rajah 1,

(i) state the force of attraction between the two stars in term of m, r and G where G is universal
gravitational constant.

nyatakan daya tarikan antara dua bintang dalam sebutan m, r dan G di mana G ialah pemalar kegravitian
semesta.




[2 marks / 2 markah]

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 44

Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation 

(ii) what is the name of the physics law involved in question a(i)?

apakah nama hukum fizik yang terlibat dalam a(i)?



[1 mark / 1 markah]

(b) Two students of mass 50 kg and 60 kg seated 2.0 m apart. The mass of the earth and the moon are
6.0 × 1024 kg and 7.4 × 1022 kg respectively. The Moon goes around the Earth in an orbit of radius
3.8 × 108 m.

Dua orang murid masing-masing berjisim 50 kg dan 60 kg duduk terpisah sejauh 2.0 m. Jisim bumi dan bulan

masing-masing adalah 6.0 × 1024 kg dan 7.4 × 1022 kg. Bulan bergerak mengelilingi Bumi dalam orbit berjejari
3.8 × 108 m.

(i) Calculate the gravitational force between the two students.

Kirakan daya graviti antara dua orang murid tersebut.




[2 marks / 2 markah]
(ii) Calculate the earth’s gravitational force on the Moon.

Kirakan daya graviti bumi pada Bulan.




[2 marks / 2 markah]
(iii) Compare the gravitational force between the two students and gravitational force between Earth

and Moon.
Bandingkan daya graviti antara dua orang murid tersebut dengan daya graviti antara Bumi dan Bulan.

[1 mark / 1 markah]

(iv) Why the students are not pulled towards each other?
Mengapakah dua orang murid itu tidak tertarik kepada satu sama lain?

[2 marks / 2 markah]
(v) What will happen to the gravitational force between the two students if they are to seat nearer?
Apakah akan berlaku kepada daya graviti antara dua orang murid tersebut jika mereka duduk lebih dekat

antara satu sama lain?

[1 mark / 1 markah]

(vi) What will happen to the gravitational force between the two students if mass of the students are
100 kg and 30 kg respectively? Tick the correct box.

Apakah akan berlaku kepada daya graviti antara dua orang murid tersebut jika jisim mereka masing-masing
adalah 100 kg dan 30 kg? Tandakan jawapan yang betul dalam kotak berikut.

Decreases Increases Unchanged

Berkurang Bertambah Kekal

[1 mark / 1 markah]

45 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation

2. Diagram 2.1 shows a planet is travelling in its orbit.
Rajah 2.1 menunjukkan sebuah planet sedang bergerak dalam orbitnya.

Planet
Planet

Diagram 2.1 / Rajah 2.1

(a) Based on Diagram 2.1,

Berdasarkan Rajah 2.1,

(i) name the shape of the orbit of this planet.

namakan bentuk orbit bagi planet ini.

[1 mark / 1 markah]
(ii) label with symbol ‘X’, one of the possible location of the Sun.

labelkan dengan simbol ‘X’, satu kedudukan yang mungkin bagi Matahari.

[1 mark / 1 markah]
(iii) label the perihelion with symbol ‘Y’.

labelkan kedudukan perihelion dengan symbol ‘Y’.

[1 mark / 1 markah]
(iv) name the law related to the situation in (a)(i) and (a)(ii).

namakan hukum fizik yang berkaitan dengan situasi dalam a(i) dan (a)(ii).

[1 mark / 1 markah]

(b) Diagram 2.2 shows a planet orbiting the Sun. The area of all the sectors A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K

and L as in the diagram 2.2 are the same. Time taken for the planet to complete the orbit is 360 days.
Rajah 2.2 menunjukkan sebuah planet sedang mengorbit mengelilingi Matahari. Luas sektor A, B, C, D, E, F, G, H,

I, J, K dan L seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.2 adalah sama. Masa untuk planet mengorbit satu pusingan
lengkap ialah 360 hari.
P12 P11
P10

B CD P
AE 9
P8

F

P1 G P7
Sun P6
Matahari
H
LK J I

P
5

P2 P3 P4

Diagram 2.2 / Rajah 2.2

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 46

Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation 

(i) Calculate the time taken utontutrkabveerlgferroamk dPar1ptoP1Pk2e. P2.

Kirakan masa yang diambil

(ii) Determine the time taken to travel from P8 to P9. [1 mark / 1 markah]
Tentukan masa diambil untuk bergerak dari P8 ke P9. [1 mark / 1 markah]
(iii) Compare the answer in (b)(i) and (b)(ii).

Bandingkan jawapan dalam (b)(i) dan (b)(ii).

[1 mark / 1 markah]

(iv) Given the orbital speed of the planet to travel from P4 to P5 is v1 and orbital speed of the planet
to travel from P12 to P1 is v2. Compare v1 and v2. Why is this happened?
Diberi halaju orbit bagi sebuah planet bdeernggearankvd2.aMri ePn4gkaepPak5aiahlakheavd1adaann halaju orbit planet tersebut bergerak
dari P12 ke P1 ialah v2. Bandingkan v1 ini berlaku?

[2 marks / 2 markah]

(v) Name a physics law which can explain the above situation.

Namakan hukum fizik yang dapat menjelaskan situasi di atas.

[1 mark / 1 markah]

3. A geostationary satellite of of mass, m is orbiting the Earth at a height h above the surface of the earth.

Sebuah satelit geopegun berjisim, m mengorbit mengelilingi Bumi pada ketinggian h dari permukaan bumi.

(a) M is the mass of earth, R is the radius of the earth and G is universal gravitational constant.

M ialah jisim bumi, R ialah jejari bumi dan G ialah pemalar kegravitian.

(i) Explain what is meant by geostationary orbit.

Terangkan maksud orbit geopegun.

[1 mark / 1 markah]

(ii) Write an equation for the orbital speed of the satellite, v.

Tuliskan persamaan bagi halaju orbit untuk suatu satelit, v.

[1 mark / 1markah]

(iii) Write an equation for the gravitational potential energy, U of the satellite.

Tuliskan persamaan bagi tenaga keupayaan graviti, U untuk satelit tersebut.

[1 mark / 1markah]
(b) A satellite of mass 1200 kg is placed in a geostationary orbit at a height of 3.56 × 107 m from the

surface of the Earth. Radius of the Earth is 6.4 × 106 m and its mass is 6.0 × 1024 kg.

Sebuah satelit berjisim 1200 kg ditempatkan di orbit geopegun pada ketinggian 3.56 × 107 m dari permukaan bumi.
Jejari bumi ialah is 6.4 × 106 m dan jisimnya ialah 6.0 × 1024 kg.

(i) Calculate the orbital speed of the satellite.

Hitung halaju orbit bagi satelit.

[2 marks / markah]
47 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation [2 marks / markah]

(ii) Calculate the centripetal acceleration of the satellite.

Hitung pecutan memusat satelit tersebut.


(iii) Calculate the earth’s gravitational pull on the satellite.

Hitung daya tarikan graviti bumi pada satelit tersebut.


[2 marks/ markah]

(c) Explain why a geostationary satellite

Terangkan mengapa satelit geopegun

(i) must be placed vertically above the equator.

mesti ditempatkan tegak di atas garisan khatulistiwa.

[1 mark / 1 markah]

(ii) must move fom west to east.

mesti bergerak dari barat ke timur.

[1 mark / 1 markah]

(iii) is often used for telecommunications.

selalu digunakan dalam bidang telekomunikasi.

[1 mark / 1 markah]

4. A satellite is launched from the surface of the earth to be placed in a circular orbit. Universal gravitational
constant, G = 6.67 × 10–11 N m2 kg–2. Mass of the earth is 6.0 × 1024 kg. Radius of the earth is 6400 km.

Sebuah satelit dilancarkan dari permukaan bumi untuk ditempatkan di orbit membulat. Pemalar kegravitian,

G = 6.67 × 10–11 N m2 kg–2. Jisim bumi ialah 6.0 × 1024 kg. Jejari bumi ialah 6400 km.

(a) If its orbital radius is r around the Earth and mass of earth is M.

Jika jejari orbit satelit tersebut ialah r dan jisim bumi ialah M.

(i) Write an equation for the minimum speed at which the satellite must be launched for it to reach
the required height.

Tuliskan persamaan bagi halaju minimum yang mesti dicapai ketika dilancarkan untuk satelit tersebut sampai

ke ketinggian yang dikehendaki.



[1 mark / 1 markah]
(ii) Draw a diagram showing the direction of the orbital velocity of the satellite when in orbit.

Lukis sebuah rajah menunjukkan arah bagi halaju orbit ketika satelit berada dalam orbit.

[2 marks / 2 markah]

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 48

Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation 

(iii) Calculate the magnitude of the orbital veloctiy if r is 16 000 km.

Kirakan magnitud bagi halaju orbit jika r ialah 16 000 km.


[2 marks / 2 markah]

(b) If the satellite is to move from its orbit to a higher orbit, explain what happens to
Jika satelit bergerak dari orbitnya ke orbit yang lebih tinggi, terangkan apa yang akan berlaku kepada

(i) the gravitational force on the satellite.

daya graviti pada satelit tersebut.

[1 mark / 1 markah]

(ii) the orbital speed of the satellite.

halaju orbit satelit tersebut.


[1 mark / 1 markah]

(iii) the period of its orbit.
tempoh bagi orbitnya.

[1 mark / 1 markah]
(iv) its gravitational potential energy.

tenaga keupayaan gravitinya.

[1 mark / 1 markah]

(v) its kinetic energy.

tenaga kinetiknya.

[1 mark / 1 markah]

(c) A spacecraft was launched from the earth’s surface with high velocity and was able to escape from the
earth’s gravitational force.

Sebuah kapal angkasa dilancarkan dari permukaan bumi pada halaju tinggi dan dapat terlepas daripada daya graviti

bumi.

(i) Name the speed required to achieve this.
Namakan halaju yang diperlukan untuk mencapai keadaan ini.

[1 mark / 1 markah]

(ii) Calculate the value of speed you have named in (c)(i).
Kirakan nilai halaju yang telah anda namakan di (c)(i).

[2 marks / 2 markah]
49 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation

Section B / Bahagian B
5. Diagram 5 shows the Moon and the International Space Station orbiting the Earth.

Rajah 5 menunjukkan Bulan dan Stesen Angkasa Antarabangsa mengorbit mengelilingi Bumi.

Moon
Bulan

Earth International
Bumi Space Station
Stesen angkasa
antarabangsa

Diagram 5 / Rajah 5

(a) The moon takes 27.32 days to orbit around the Earth. The International Space Station takes

92.7 minutes to orbit around the Earth.

Bulan mengambil masa 27.32 hari untuk mengorbit mengelilingi Bumi. Stesen Angkasa Antarabangsa mengambil
masa 92.7 minit untuk mengorbit mengelilingi Bumi.

(i) Compare the orbital period of the Moon and orbital period of the International Space Station.
Bandingkan tempoh orbit Bulan dan tempoh orbit Stesen Angkasa Antarabangsa. [1 mark / 1 markah]

(ii) Compare the radius of orbit of the International Space Station and the radius of orbit of the Moon.

Bandingkan jejari orbit bagi Stesen Angkasa Antarabangsa dengan jejari orbit bagi Bulan.

[1 mark / 1 markah]

(iii) State the relationship between the orbital period and radius of orbit. [1 mark / 1 markah]

Nyatakan hubungan antara tempoh orbit dengan jejari orbit.

(iv) Name the physics law involved in (a)(iii) [1 mark / 1 markah]

Namakan hukum fizik yang terlibat di (a)(iii).

(v) State the physics law in (a)(iv).
Nyatakan hukum fizik di (a)(iv).
[1 mark / 1 markah]

(b) The moon’s distance is 3.8 × 108 m from the center of the earth. What is the orbital radius of

International Space Station?

Jarak bulan ialah 3.8 × 108 m dari pusat bumi. Apakah jejari orbit bagi Stesen Angkasa Antarabangsa?

[2 marks / 2 markah]

(c) Between the Moon and the International Space Station, which has the faster orbital velocity? Explain

why.
Antara Bulan dan Stesen Angkasa Antarabangsa, yang manakah mempunyai halaju orbit yang lebih laju? Terangkan
mengapa.
[3 marks / 3 markah]

(d) It is found that the International Space Station is not suitable to serve as communication satellite in
Malaysia. Table shows four satellites P, Q, R and S with different specifications.

Didapati Stesen Angkasa Antarabangsa tidak sesuai berfungsi sebagai satelit telekomunikasi di Malaysia. Jadual

menunjukkan empat satelit P, Q, R dan S dengan spesifikasi berbeza.

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 50

Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation 

Satellite Type of orbit Direction of orbiting Altitude Life span

Satelit Jenis orbit Arah peredaran dalam Altitud Tempoh hayat
orbit
P Non-geostationary orbit 370 km 2 years
Q East to west 540 km
R Orbit bukan geopegun 35 786 km 2 tahun
S Timur ke barat 35 786 km
Non-geostationary orbit 35 years
West to East
Orbit bukan geopegun 35 tahun
Barat ke timur
Geostationary orbit 12 years
East to west
Orbit geopegun 12 tahun
Timur ke barat
Geostationary orbit 12 years
West to East
Orbit geopegun 12 tahun
Barat ke timur

As a satellite engineer, you are assigned to study the specifications and determine the most suitable

satellite for communication satellite. Explain the reasons for your choice.

Sebagai jurutera satelit, anda ditugaskan mengkaji spesifikasi tersebut dan menentukan satelit yang paling sesuai

untuk satelit komunikasi. Jelaskan sebab bagi pilihan anda. [10 marks / markah]

Section C / Bahagian C

6. Diagram 6.1 shows objects P of mass 10m kg and object X of mass m kg with distance r m between them.
Diagram 6.2 shows object Q of mass 2m kg and object X of mass m kg with distance r m between them.
Object X in both diagrams are identical.

Rajah 6.1 menunjukkan objek P berjisim 10m kg dan objek X berjisim m kg dengan jarak r m memisahkan objek P dan

X. Rajah 6.2 menunjukkan objek Q berjisim 2m kg dan objek X berjisim m kg dengan jarak r m yang memisahkan objek
Q dan X. Objek X dalam kedua-dua rajah adalah sama.

P rr
10m
XQ X

m 2m m

Diagram 6.1 / Rajah 6.1 Diagram 6.2 / Rajah 6.2

(a) State Newton’s Law of Gravitation. [1 mark / 1 markah]
Nyatakan Hukum Kegravitian Newton.

(b) Based on Diagram 6.1 and Diagram 6.2,

Berdasarkan Rajah 6.1 dan Rajah 6.2,

(i) compare the mass of object P and object Q, distance between object P with object X and object
Q with object X and gravitational force exerted on object X by object P and object Q.

bandingkan jisim objek P dan objek Q, jarak antara objek P dengan objek X dan objek Q dengan objek X serta
daya graviti pada objek X oleh objek P dan objek Q. [3 marks / 3 markah]

(ii) relate the mass of an object with its gravitational force exerted on other object to make a
deduction regarding the relationship between the gravitational force between two objects and the
mass of the two objects.

hubung kaitkan jisim objek dengan daya graviti yang dikenakan pada objek lain untuk membuat deduksi

tentang hubungan antara daya graviti antara dua objek dengan jisim dua objek tersebut.

[2 marks / 2 markah]

(c) Explain what causes Moon to orbit around the Earth. [4 marks / 4 markah]

Jelaskan punca Bulan mengorbit mengelilingi Bumi.

51 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 3 Gravitation

(d) Diagram 6.3 shows the Moon orbiting around the

Earth.

You are required to advise a space travel agency Earth Moon
on how to transport a group of space tourist to Bumi Bulan

orbit the Moon effeciently and come back safely.

Using your knowledge of gravitational force of Diagram 6.3 / Rajah 6.3
attraction, orbital speed and Kepler’s Laws, state

and explain the modifications on the mass of the spacecraft, the launched speed from the earth’s

surface, the altitude of an orbit around the Moon, how to save fuel during orbiting the Moon and

method to return to the Earth.

Rajah 6.3 menunjukkan Bulan sedang mengorbit mengelilingi Bumi.
Anda dikehendaki memberi nasihat kepada agensi perlancongan angkasa tentang bagaimana mengangkut

sekumpulan pelancong angkasa mengorbit mengelilingi Bulan dengan cekap dan kembali dengan selamat.
Dengan menggunakan pengetahuan tentang daya graviti, halaju orbit dan Hukum Kepler, nyatakan dan jelaskan
pengubahsuaian terhadap jisim kapal angkasa, halaju ketika dilancarkan dari permukaan bumi, altitud bagi orbit
mengelilingi Bulan, bagaimana menjimatkan bahan api semasa mengorbit mengeliling Bulan dan kaedah untuk

kembali ke Bumi. [10 marks / 10 markah]

HOTS Challenge

Our Sun will live for the next 5 billion years only. So, to survive we should find new habitable

regions. Table below shows four planets with their characteristics.
Matahari akan hidup selama 5 billion tahun sahaja lagi. Maka, untuk kelangsungan hidup, kita perlu mencari rantau yang
sesuai untuk didiami. Jadual di bawah menunjukkan empat planet dengan ciri-ciri tersendiri.
HOTS Evaluating

Planet Radius of Gravitational Escape Average surface
planet acceleration on the Velocity temperature
Earth/ Bumi
P Jejari planet surface Halaju lepas Suhu purata di
Q permukaan
R (km) Pecutan graviti di permukaan (km h–1)
S (°C)
6 400 (m s–2) 40,284
2 400 15,300 20
6 100 9.8 37.296
3 400 18,108 350
24 500 3.6 76,968
460
9.0
-23
3.7
-210
10.4

As a scientist, you want to find out another habitable planet. Based on the table, choose apart
from the Earth, the most habitable planet for human being. Name the planet in our Solar System
which you may have chosen from the table.

Sebagai ahli sains, anda ingin mencari planet yang sesuai untuk didiami. Berdasarkan jadual di atas, pilih selain daripada
Bumi, planet yang paling sesuai untuk didiami. Namakan planet dalam Sistem Suria kita yang mungkin telah dipilih
daripada jadual tersebut.

Quiz 3

21PAK- 52

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

CHA PTER Heat

41 Haba

SMART Notes The first celsius thermometer
Termometer celsius pertama
The difference between heat and temperature
VIDEO 4
Perbezaan di antara haba dan suhu

Temperature / Suhu Heat / Haba
A form of energy
Definition Degree of hotness of an object
Suatu bentuk tenaga
Definisi Darjah kepanasan suatu objek
Joule (J)
S.I. Unit / Unit S.I. Kelvin (K) Derived quantity

Types of quantity Base quantity Kuantiti terbitan

Jenis kuantiti Kuantiti asas

• Thermal equilibrium is a condition when two objects in contact has the same temperature
and the net flow of heat is zero.

Keseimbangan terma adalah keadaan apabila dua objek yang bersentuhan mempunyai suhu yang sama dan

aliran haba bersih adalah sifar.

Liquid-in-glass thermometer • The bulb contains a fixed mass of liquid.

Termometer cecair-dalam-kaca Bebuli mengandungi jisim cecair tetap.

How does liquid-in-glass thermometer work? • The volume of the liquid increases when it
absorbs heat.
Bagaimanakah termometer cecair-dalam-kaca
berfungsi? Jumlah cecair bertambah apabila ia menyerap
haba.
Boiling point 100°C
Takat didih • The liquid expands and rises in the capillary
Capillary glass 100 equal divisions tube.
tube 100 pembahagi yang sama
Tiub kapilari kaca Liquid (Hg) Cecair mengembang dan naik di dalam tiub kapilari.
Cecair (Hg)
Freezing point 0°C • Therefore, the length of the liquid
Takat beku column in the capillary tube indicates the
Bulb
Bebuli magnitude of the temperature.

Oleh itu, panjang lajur cecair dalam tiub kapilari
menunjukkan nilai suhu.

q =  Lq – L0  × 100°C
L100 – L0

Where / Di mana

L = Length of mercury at q°C

q Panjang merkuri pada q°C

L100 = Length of mercury at boiling point
Panjang merkuri pada takat didih

L0 = Length of mercury at freezing point

Panjang merkuri pada takat beku

53 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat

• Heat capacity is the quantity of heat required to increase the temperature of the material by
1°C or 1 K.

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

• Specific heat capacity is the quantity of heat required to raise the temperature of 1 kg of
material by 1°C or 1 K.

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

Q = mc q → c = Q
mq


Where / Di mana
Q = Heat absorbed or released (J)

Haba diserap atau dibebaskan (J)
m = Mass of materials (kg)

Jisim bahan (kg)
c = Specific heat capacity (J kg–1 °C–1 / J kg–1 K–1)

Muatan haba tentu (J kg–1 °C–1 /J kg–1 K–1)
q = The difference of final and initial temperature (°C / K)
Perbezaan suhu awal dan akhir (°C / K)

• Specific latent heat is the amount of heat required to change state of matter of 1 kg object

without change in its temperature.
Haba pendam tentu adalah kuantiti haba yang diperlukan untuk mengubah keadaan jisim bagi 1 kg objek tanpa
mengubah suhunya.

Q = mL

Where / Di mana,

Q = Heat absorbed or released (J)
Haba diserap atau dibebaskan (J)

L = HLaatbeanptehndeaamt otefnftuuspioenla,kuLrfaonr, latent hhaebaatpoefndvaampoterinstautpioenng, eLwv apan, Lv

Lf atau

m = Mass of materials (kg)
Jisim bahan (kg)

Gas Laws / Hukum Gas

Boyle’s Law Charles’ Law Pressure Law

Hukum Boyle Hukum Charles Hukum Tekanan

P1V1 = P2V2 V1 = V2 P1 = P2
T1 T2 T1 T2
P
V P

V T(K) T(K)
© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.
54

Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 

Thermal Equilibrium

4.1 Keseimbangan Terma

1. Fill in the following table. TP 1 Temperature or heat / Suhu atau haba

Lengkapkan jadual berikut.

Characteristics / Ciri-ciri
(a) Degree of hotness of an object

Darjah kepanasan suatu objek

(b) SI unit is Joule

Unit SI ialah Joule

(c) Base quantity

Kuantiti asas

(d) Measured using thermometer

Diukur menggunakan termometer

2. Two objects in contact are in thermal equilibrium if there is between the two

objects and have the temperature. TP 1 di antara dua objek tersebut

Dua objek bersentuhan berada dalam keseimbangan terma jika
dan mempunyai suhu yang .

3. What is the liquid used in liquid-in-glass thermometer? State your reason.

Apakah cecair yang digunakan dalam termometer cecair-dalam-kaca? Nyatakan alasan anda.

Liquid used:

Cecair yang digunakan:

Reason / Alasan:

(a)

(b)

(c)

Specific Heat Capacity

4.2 Muatan Haba Tentu

4. Complete the following statements. TP 1

Lengkapkan pernyataan berikut.

(a) is the quantity of heat required to the temperature of the

material by 1°C or 1 K. suhu bahan itu sebanyak

adalah kuantiti haba yang diperlukan untuk
1°C atau 1 K.

(b) is the quantity to the temperature of 1 kg material by 1°C
or 1 K.
adalah kuantiti haba yang diperlukan untuk suhu 1 kg bahan sebanyak

1°C atau 1 K.

55 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat

(c) Factors that affect the amount of heat.
Faktor-faktor yang mempengaruhi jumlah haba.

•
•
•

5. Complete the transformation of energy by stating the energy involved and the equation. TP 2

Lengkapkan perubahan tenaga dengan menyatakan tenaga yang terlibat dan persamaannya

(a) Energy / Tenaga: Heater with power P Heat energy

Pemanas dengan kuasa P Tenaga haba

Equation / Persamaan:

(b) Energy / Tenaga: Object falls from a high position Heat energy

Objek jatuh dari dari kedudukan yang Tenaga haba
tinggi
Equation / Persamaan:

(c) Energy / Tenaga: Moving object stop due to Heat energy
Specific Latent Heat friction
Tenaga haba
4.3 Haba Pendam Tentu Objek bergerak berhenti kerana
geseran Equation / Persamaan:

6. Complete the following statement. TP 1

Lengkapkan pernyataan berikut.

(a) is the amount of heat to change 1 kg object
physically without change in its temperature.

adalah jumlah haba yang untuk menukar objek 1 kg secara
fizikal tanpa perubahan suhunya.

(b) is the quantity of heat needed to change 1 kg object from
at melting point without any increase in temperature.

adalah haba yang diperlukan untuk mengubah 1 kg bahan dari pada
takat leburnya tanpa meningkatkan suhu.

Latent heat absorbed ( )

Haba pendam diserap ( )

Water / Air

Ice / Ais Heat lost ( )
© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.
Haba hilang ( )

56

(c) Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 
liquid to gas at
is the quantity of heat needed to change 1 kg of substance from
without any increase in temperature.

gas pada adalah haba yang diperlukan untuk mengubah 1 kg bahan dari cecair kepada
tanpa meningkatkan suhu.

Latent heat absorbed ( )

Haba pendam diserap ( )

Water / Air Heat lost ( ) Water vapour
Wap air
Haba hilang ( )

Gas Laws

4.4 Hukum Gas

7. Match the following. TP 1 PaT

Padankan yang berikut. Pa 1
V
Boyle’s Law
VaT
Hukum Boyle

Charles’ Law

Hukum Charles

Pressure Law

Hukum Tekanan

8. The kinetic theory of gas is based on the following assumptions: TP 2

Teori gas kinetik berasaskan kepada anggapan berikut:

(a) The molecules in a gas move freely in and posses kinetic energy.

Molekul-molekul dalam gas bergerak dengan bebas dalam dan mempunyai tenaga kinetik.

(b) The force of attraction between the molecules are .
Daya tarikan antara molekul .

(c) The collisions of the molecules with each other and with the walls of the container are

.

Perlanggaran molekul antara satu sama lain dan dengan dinding bekas adalah .

57 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 4

SPM Practice

Paper 1

4.1 Thermal Equilibrium B Conservation of energy A Mass

Keseimbangan Terma Keabadian tenaga Jisim

1. Diagram 1 shows a C Thermal equilibrium B Volume
thermometer.
Keseimbangan terma Isi padu
Rajah 1 menunjukkan sebuah
D Thermal conductivity C Melting point
termometer.
Kekonduksian terma Takat lebur
Liquid Capillary tube
Cecair Tiub kapilari 3. There are two copper blocks, D Boiling point
W and X touching each other.
Bulb The initial temperature of Takat didih
Bebuli W and X are 70°C and 40°C
respectively. Which of the 5. Which of the following is
Diagram 1 / Rajah 1 following statement is correct true?
when W and X are at thermal
Which design features will equilibrium? Antara yang berikut, yang
increase the sensitivity of this
thermometer? Terdapat dua blok tembaga, W manakah adalah benar?

Ciri-ciri reka bentuk manakah dan X menyentuh antara satu A The unit of heat is °C
sama lain. Suhu awal W dan X
yang akan meningkatkan masing-masing adalah 70°C dan Unit haba ialah °C
kepekaan termometer ini? 40°C. Antara yang berikut, yang
manakah kenyataan yang betul B Heat is a form of energy
Bulb Capillary tube apabila W dan X berada dalam
keadaan keseimbangan terma? Haba adalah satu bentuk
Bebuli Tiub kapilari tenaga
A Temperature of W is
A Thin Narrow higher than X C Heat flows from a
cold substance to a hot
Nipis Kecil Suhu W lebih tinggi daripada substance

B Thin Wide X Haba mengalir dari bahan

Nipis Lebar B The quantity of theat in sejuk ke bahan panas
W is same as in X
C Thick Narrow 6. A thermometer is inserted
Kuantiti haba di dalam W into a hole in an aluminium
Tebal Kecil block which has a little oil in
adalah sama seperti di it. Oil is used
D Thick Wide dalam X
Termometer dimasukkan ke
Tebal Lebar C Net rate of heat flow
between W and X is zero dalam lubang dalam bongkah
2. A doctor puts a clinical aluminium yang mempunyai
thermometer into the mouth Kadar aliran haba bersih di sedikit minyak di dalamnya.
of a patient and waits for Minyak digunakan
1 minute before taking the antara W dan X adalah sifar
reading. What is the concept A to transfer heat by
used in the measurement? D Rate of change in convection.
temperature of W is
Seorang doktor memasukkan higher than X untuk memindahkan haba
secara perolakan.
termometer klinikal ke dalam Kadar perubahan suhu W
mulut seorang pesakit dan B to insert the thermometer
menunggu selama 1 minit lebih tinggi daripada X easily.
sebelum mengambil bacaan.
Apakah konsep yang digunakan 4. What is the physical property untuk memasukkan
dalam pengukuran tersebut? that change with temperature termometer dengan mudah.
in a liquid-in-glass
A Conservation of heat thermometer? C to increase the
conductivity of heat.
Keabadian haba Apakah sifat fizikal yang berubah
untuk meningkatkan
dengan suhu dalam termometer kekonduksian haba.
cecair-dalam-kaca?
D to reduce loss of heat to
the surrounding.

untuk mengurangkan
kehilangan haba ke
persekitaran.

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 58

Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 

7. An oven is used to bake 9. A mercury thermometer is 4.2 Specific Heat Capacity
a cake. After 40 minutes, not calibrated. The length
the cake reaches thermal of mercury column in the Muatan Haba Tentu
equilibrium. When is the thermometer is 5 cm at 0°C
thermal equilibrium reached? and 50 cm at 100°C. When 11. Water is used as coolant in
the ammeter is placed on car engine because
Sebuah ketuhar digunakan untuk hot water, the length of the
mercury column is 35 cm. Air digunakan sebagai penyejuk
membakar kek. Selepas 40 minit, What is the temperature of
kek mencapai keseimbangan hot water? dalam enjin kereta kerana
terma. Bilakah keseimbangan
terma tercapai? Sebuah termometer merkuri A water has a low viscosity.

A When the oven has tidak ditentukur. Panjang merkuri air mempunyai kelikatan
reached its maximum dalam termometer adalah 5 cm yang rendah.
temperature. pada 0°C dan 50 cm pada
100°C. Apabila termometer B water helps to clean the
Apabila ketuhar diletakkan di dalam air panas, engine.
telah mencapai suhu panjang merkuri adalah 35 cm.
maksimumnya. Berapakah suhu air panas? air membantu membersihkan
enjin.
B When all the heat from A 35.0°C
the oven has transferred B 40.0°C C water has a high specific
to the cake. C 66.7°C heat capacity.
D 70.0°C
Apabila semua haba dari air mempunyai muatan haba
ketuhar telah dipindahkan ke 10. A cold milk is being added yang tinggi.
kek. to a hot tea. Which of the
following statement is true if D water has a high specific
C When the temperature of there are no heat loss to the latent heat of fusion.
the cake is higher than surroundings?
the temperature of the air mempunyai haba pendam
oven. Susu sejuk ditambahkan tentu pelakuran yang tinggi.

Apabila suhu kek adalah kepada teh panas. Antara 12. “Water takes a shorter time
lebih tinggi daripada suhu yang berikut, yang manakah to boil when heated at high
ketuhar. adalah pernyataan benar jika lands than at low lands,
tiada kehilangan haba ke although the same amount of
D When the rate of heat persekitaran? energy is used.”
transfer between the cake
and the oven is equal. A Heat gained by cold milk “Air mengambil masa yang lebih
is less than heat loss by
Apabila kadar permindahan hot tea. pendek untuk mendidih apabila
haba antara kek dan ketuhar dipanaskan di kawasan tanah
adalah sama. Haba yang diperoleh oleh tinggi berbanding di kawasan
tanah rendah, walaupun jumlah
8. Mercury is used in susu sejuk adalah kurang tenaga yang sama digunakan.”
thermometer because it daripada haba yang hilang
oleh teh panas. Which of the following
Merkuri digunakan dalam statement explain this
B Heat gained by cold milk observation?
termometer kerana ia is greater than heat loss
by hot tea. Antara yang berikut, pernyataan
A stick to the glass.
Haba yang diperoleh oleh yang manakah menerangkan
melekat pada kaca. pemerhatian ini?
susu sejuk adalah lebih
B has a lower boiling point. besar daripada haba yang A The temperature is lower
mempunyai takat didih yang hilang oleh teh panas. at high lands

lebih rendah. C Heat gained by cold milk Suhu adalah lebih rendah di
is equal to heat loss by tanah tinggi
C expand and contracts hot tea.
uniformly. B The atmospheric pressure
Haba yang diperoleh oleh is lower at high lands
mengembang dan mengecut
susu sejuk adalah sama Tekanan atmosfera lebih
secara seragam. dengan haba yang hilang rendah di kawasan tanah
oleh teh panas. tinggi.
D is opaque and therefore it
is easier to read. C The air is less damp at
high lands
adalah legap dan oleh itu
Udara kurang lembap di
lebih mudah dibaca. tanah tinggi

D The rate fo heat loss is
faster at high lands

Kadar kehilangan haba lebih
cepat di tanah tinggi

59 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat

13. Table shows the specific heat C Amount of heat absorbed If heat energy is supplied at
capacity of four materials P, the same rate to each solid,
Q, R and S. Jumlah tenaga yang diserap which solid will be the first
to melt?
Jadual menunjukkan muatan D Amount of heat loss to
the surroundings Sekiranya tenaga haba
haba tentu bagi empat bahan P,
Q, R dan S. Jumlah haba yang hilang ke dibekalkan pada kadar yang
persekitaran sama kepada setiap pepejal,
pepejal yang manakah akan
Material Specific heat 16. More heat energy is required melebur terlebih dahulu?
capacity to raise the temperature by
Bahan 1°C for 1 kg of lead than A W
Muatan haba for 1 kg of aluminium. This B X
tentu observation is due to the C Y
difference in D Z
(J kg–1 °C–1)
Lebih banyak tenaga haba 18. 100 g of water at 20°C
P 800 is poured into a beaker
diperlukan untuk menaikkan containing 200 g of water
Q 910 suhu sebanyak 1ºC untuk 1 kg at 80°C. What is the final
plumbum berbanding 1 kg temperature of the mixture?
R 1300 aluminium. Pemerhatian
ini adalah disebabkan oleh 100 g air pada 20°C
S 1600 perbezaan dalam
dituangkan ke dalam bikar yang
Which of the following A density. mengandungi 200 g air pada
ketumpatan. 80°C. Apakah suhu air campuran
material is most suitable in B melting point. tersebut?
takat lebur.
making the handle of a pot? C specific latent heat. A 30°C
Antara yang berikut, yang haba pendam tentu. B 50°C
D specific heat capacity. C 60°C
manakah bahan yang paling muatan haba tentu. D 70°C
sesuai dibuat sebagai pemegang
periuk? 19. The phenomena of sea breeze
and land breeze is due to
A P C R
Fenomena bayu laut dan bayu
B Q D S darat adalah disebabkan oleh

14. A 800 g block of metal is 17. W, X, Y and Z are four A the specific heat capacity
heated from 28°C to 80°C. different solids with the of the sea is higher than
What is the total thermal same mass. Table shows the the land.
energy is absorbed by the specific heat capacity and
metal block if its specific the melting point of each muatan haba tentu bagi laut
heat capacity is 600 J kg–1 °C–1? solid. The solids are at room lebih tinggi daripada darat.
temperature.
Blok logam 800 g dipanaskan B specific latent heat of
W, X, Y dan Z adalah empat vaporisation absorbed by
dari 28°C hingga 80°C. the sea.
Berapakah jumlah tenaga haba pepejal yang berbeza dengan
yang diserap oleh blok logam jisim yang sama. Jadual haba pendam tentu
jika muatan haba tertentu ialah menunjukkan muatan haba pengewapan diserap oleh
600 J kg–1 °C–1? tertentu dan titik lebur bagi setiap laut.
pepejal. Pepejal berada pada
A 1.3 × 104 J suhu bilik. C the heat capacity of the
B 2.5 × 104 J air is higher than the
C 1.6 × 104 J Specific Melting land.
D 1.3 × 104 J heat point
muatan haba udara lebih
15. Which of the following Solid capacity Takat
affects the heat capacity of tinggi daripada darat.
an object? Pepejal Muatan haba lebur
tentu D the heat capacity of the
Antara yang berikut, yang (J kg–1 °C–1) (°C) air is higher than the sea.

manakah mempengaruhi muatan W 0.8 200 muatan haba udara lebih
haba sesuatu objek?
X 0.6 200 tinggi daripada laut.
A Mass of the object
Y 0.7 400
Jisim objek
Z 0.4 300
B Shape of the object

Bentuk objek

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 60

Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 

20. Diagrams 2 shows three beakers P, Q and R contain 100 g of water, 22. The latent heat of fusion of
200 g of water and 100 g of ethanol respectively at the same initial a substance is the quantity of
temperature. The heat is supplied at the same rate. After 5 minutes heat required to
the temperature of liquid in beakers P, Q, and R are recorded.
Haba pendam pelakuran suatu
Diagram 2 menunjukkan tiga bikar P, Q dan R mengandungi 100 g air, 200 g
bahan adalah kuantiti haba yang
air dan 100 g etanol masing-masing pada suhu awal yang sama. Haba diperlukan untuk
dibekalkan pada kadar yang sama. Setelah 5 minit, suhu cecair di dalam
bikar P, Q, dan R direkodkan. A increase the temperature
of the substance.
P Q R
100 g 200 g 100 g meningkatkan suhu bahan
Water Water Ethanol
Etanol tersebut.
Air Air
B increase the kinetic
Diagram 2 / Rajah 2 energy of the molecules
in the solid substance.
Which of the following comparisons is correct about the temperature
of liquid in beaker P, Q, and R, if the specific heat capacity of meningkatkan tenaga
water is greater than the specific heat capacity of ethanol?
Antara berikut, perbandingan yang manakah betul tentang suhu cecair kinetik molekul dalam bahan
dalam bikar P, Q dan R, jika muatan haba tentu air lebih besar daripada pepejal.
muatan haba tentu etanol?
C change the phase of
A θP  θQ  θR C θR  θP  θQ liquid to gas without a
change in temperature.
B θQ  θP  θR D θR  θP  θQ
menukar fasa cecair ke gas

tanpa perubahan suhu.

D overcome the attractive
force between the molecules
in the solid substance so
that they are free to move.

mengatasi daya tarikan
antara molekul dalam bahan
pepejal supaya ia bebas
bergerak.

4.3 Specific Latent Heat 23. A 60 W immersion heater is
used to boil liquid X. After
Haba Pendam Tentu boiling for 3 minutes, 5 g of
the liquid X change to steam.
21. A block of ice is heated at a constant rate. Eventually, the melted Which of the following
ice boils. The graph shows how the temperature changes with time. expression determines
the specific latent heat of
Blok ais dipanaskan pada kadar tetap. Akhirnya ais yang dicarikan mendidih. vaporisation of liquid X?
Graf menunjukkan bagaimana suhu berubah dengan masa.
Pemanas rendam berkuasa
60 W digunakan untuk
mendidihkan cecair X. Selepas
100 mendidih selama 3 minit, 5 g
cecair X berubah menjadi wap.
Temperature °C Antara yang berikut, yang
Suhu °C manakah ungkapan menentukan
haba pendam tentu pengewapan
0 cecair X?

Time/ minutes A 60 × 3 J kg–1
0 5 10 Masa/ Minit 0.005

How many minutes did it take to melt all the ice? B (60 × 100 × 0.005) J kg–1

Berapakah bilangan minit yang diperlukan untuk mencarikan semua ais? 0.005
60 × 180
A 4 C 9 C J kg–1

B 6 D 11 60 × 180
0.005
D J kg–1

61 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat

24. Water boil at 100°C stays at 26. Diagram shows the 28. Diagram shows the variation
the same temperature even temperature-time graph for of temperature with time
continuously heated because cooling substance Y. when a solid X is heated.

Air mendidih pada 100°C kekal Rajah menunjukkan graf suhu- Rajah menunjukkan variasi suhu

pada suhu yang sama walaupun masa bagi bahan penyejuk Y. dengan masa apabila pepejal X
pemanasan berterusan kerana dipanaskan.
Temperature (°C)
A water at its boiling point Suhu (°C) Temperature / Suhu
does not absorb heat
energy. P

air pada takat didih tidak QR Melting
menyerap tenaga haba. point
ST Takat
B the kinetic energy of lebur
water molecules increases U 0 t1 t2 Time
at its boiling point. Masa
0 Time(s)
tenaga kinetik molekul air Masa (s) What is the state of X from
meningkat pada takat didih.
At which stage the specific time t1 to t2?
C the potential energy latent heat of fusion is Apakah keadaan X dari masa t1
of water molecules released to the surroundings?
increases. hingga t2?
Pada peringkat manakah
tenaga keupayaan molekul A Solid only
air meningkat. haba pendam tentu pelakuran Pepejal sahaja
dibebaskan ke persekitaran?
D the heat energy is used to B Liquid only
overcome the forces of A PQ C RS
attraction between water B QR D ST Cecair sahaja
molecules.
C Liquid and gas
tenaga haba digunakan
untuk mengatasi daya tarikan Cecair dan gas
antara molekul air.
27. The specific latent heat of D Solid and liquid
vaporisation of water is much
larger than the specific latent Pepejal dan cecair
heat of fusion of ice. This is
25. What are the changes to because 29. When a substance undergoes
boiling and melting points a change of phase, the
of a liquid when some Haba pendam tentu pengewapan temperature remains constant
impurities are dissolved in it? because
air adalah jauh lebih besar
Apakah perubahan takat didih daripada haba pendam tentu Apabila suatu bahan mengalami
pelakuran ais. Hal ini adalah
dan takat lebur cecair apabila kerana perubahan fasa, suhu kekal
ada bendasing dilarutkan di sama kerana
dalamnya? A boiling occurs at a higher
temperature than melting. A no heat is lost from the
Boiling Melting substance.
pendidihan berlaku pada
point point suhu yang lebih tinggi tiada haba hilang dari bahan
Takat didih Takat lebur berbanding lebur. tersebut.

A Decrease Increase B the bonds between water B no heat is absorbed by
molecules are stronger. the susbtance.
Berkurang Bertambah
ikatan antara molekul air tiada haba diserap oleh
B Decrease Unchanged adalah lebih kuat. bahan tersebut.

Berkurang Tidak berubah C during boiling, energy C there is no change in the
is required to do work average kinetic energy of
C Increase Increase against atmospheric the molecules.
pressure.
Bertambah Bertambah tiada perubahan dalam
ketika pendidihan, tenaga tenaga kinetik purata
D Increase Decrease molekul.
diperlukan untuk melakukan
Bertambah Berkurang kerja terhadap tekanan D there is no change in the
atmosfera. motion and arrangement
of the molecules.
D ice melts at a temperature
lower than the room tiada perubahan dalam
temperature.
gerakan dan susunan
ais mencair pada suhu yang molekul.

lebih rendah daripada suhu
bilik.

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 62

Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 

30. A solid is heated by an 4.4 Gas Laws 33. Which of the following
electrical heater. Which of can be done to increase
the following graph shows Hukum Gas the kinetic energy of gas
the solid have large specific molecules in an air-tight
heat capacity and specific 31. Before a long journey, the container?
latent heat? air in a tyre of a lorry has a
pressure of 128 kPa and a Antara yang berikut, yang
Sebuah pepejal dipanaskan temperature of 27℃.
manakah boleh dilakukan untuk
oleh pemanas elektrik. Antara After the journey, the air meningkatkan tenaga kinetik
yang berikut, yang manakah graf pressure in the tyre is 132 kPa. molekul gas dalam bekas kedap
menunjukkan pepejal tersebut Which expressions determine udara?
muatan haba tentu dan haba the temperature of the air in
pendam tentu yang besar? the tyre after the journey? A Increase the temperature
[Assume the volume of the of the container.
A tyre is constant]
Meningkatkan suhu bekas.
Temperature (°C) Sebelum suatu perjalanan yang
Suhu (°C) panjang, udara di dalam tayar lori B Reduce the volume of the
mempunyai tekanan 128 kPa dan container.
100 suhu 27°C. Selepas perjalanan
tersebut, tekanan udara dalam Kurangkan isi padu bekas
80 tayar ialah 132 kPa. Antara
ungkapan berikut, yang manakah C Reduce the size of the
60 menentukan suhu udara dalam molecules.
tayar selepas perjalanan itu?
40 [Anggapkan isi padu tayar adalah Kurangkan saiz molekul gas.
malar]
20 D Add some gas molecules
into the container.
0 100 200 300 400 500 600 700 800 Time(s)
0 Masa(s) Tambah beberapa molekul

B A  132 × 27 °C gas ke dalam bekas.
128
Temperature (°C) 34. Which of the following graph
Suhu (°C) B  128 × 27 °C does not give the correct
132 representation of Boyle’s Law?
100
80 Time(s) C  132 × 300 + 273°C Antara yang berikut, graf
60 Masa(s) 128
40 manakah tidak memberikan
20 perwakilan yang betul terhadap
0 Hukum Boyle?
0 100 200 300 400 500 600 700 800
A P
C D  132 × 300 °C
128
Temperature (°C)
Suhu (°C) 32. Gas pressure in container is V
due to
100 Time(s) B P
80 Masa(s) Tekanan gas dalam bekas
60
40 adalah disebabkan
20
A momentum of the gas
0 particles.

0 100 200 300 400 500 600 700 800 momentum zarah-zarah gas.
B change of momentum of
D
the gas particles.
Temperature (°C) perubahan momentum
Suhu (°C)
zarah-zarah gas.
100 C P V
80 C rate of change of momentum
60 of the gas particles. 1
40 V
20 kadar perubahan momentum

0 100 200 300 400 500 600 700 800 Time(s) zarah-zarah gas.
0 Masa(s)
D rate of change of
momentum of the gas
particles per unit area.

kadar perubahan momentum
zarah-zarah gas per unit
luas.

63 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat

35. The following statement is After C It contracts
one of the statements for gas Selepas
law. Temperature 40°C Ia mengecut
Suhu 40°C
Pernyataan berikut adalah salah D It expands
Pressure of tyre = 240 kPa
satu pernyataan untuk hukum Tekanan tayar = 240 kPa Ia mengembang
gas.
Diagram 3 / Rajah 3 38. Diagram shows a graph
“The volume of gas is of volume (V) against
directly proportional to the A the average velocity of temperature (T) of a gas.
absolute temperature for a the air molecules in the
fixed mass of gas at constant tyre has decreased. Rajah menunjukkan graf isi padu
pressure”
halaju purata molekul (V) melawan suhu (T) gas.
“Isi padu gas berkadar terus udara di dalam tayar telah V/ cm3
dengan suhu mutlak bagi jisim berkurangan.
gas tetap pada tekanan malar” T/ °C
B the temperature of the air
Which law is the statement in the tyre has increased. The absolute zero can be
referred to? obtained by
suhu udara di dalam tayar
Hukum yang manakah telah meningkat. Sifar mutlak boleh didapati
pernyataan tersebut merujuk?
C the size of the air dengan
A Boyle’s Law molecules in the tyre has
increased. A finding the gradient of the
Hukum Boyle graph.
saiz molekul udara di dalam
B Charles’ Law tayar telah meningkat. mencari kecerunan graf.

Hukum Charles D the number of molecules B finding the value of
of gas increases. intercept at V-axis.
C Pressure Law
bilangan gas meningkat. mencari nilai pintasan di
Hukum Tekanan paksi-V.
37. Diagram shows a balloon
D Temperature Law which is placed in an air- C finding the maximum
tight container. value of V.
Hukum Suhu
Rajah menunjukkan sebiji belon mencari nilai maksimum V
36. The air pressure in a taxi tyre yang diletakkan di dalam bekas
is increased after the taxi has kedap udar. D extrapolating the straight
travelled a long distance as line and find the intercept
shown on Diagram 3 because Piston on T-axis.
Omboh
Tekanan udara di dalam tayar M ekstrapolasi garis lurus dan
teksi bertambah setelah teksi N cari pintasan pada paksi-T.
mengembara jarak jauh seperti
yang ditunjukkan dalam Rajah 3 39. An iron cylinder containing
kerana gas has a pressure of 360 kPa
when it is kept in store at
Before temperature 27°C. Calculate
Sebelum the pressure of the gas
when the cylinder of the
Temperature 20°C gas is bring outside with
Suhu 20°C temperature of 40 °C.

Ballon Silinder besi yang mengandungi
Belon
gas mempunyai tekanan 360 kPa
Pressure of tyre = 220 kPa If the piston is moved from apabila ia disimpan di dalam
Tekanan tayar = 220 kPa M to N, what will happen to kedai pada suhu 27°C. Hitung
the balloon? tekanan gas apabila silinder
dibawa keluar dengan suhu 40°C.
Jika omboh dipindahkan dari M
A 243.0 kPa
ke N, apakah yang akan berlaku B 345.0 kPa
pada belon? C 375.6 kPa
D 533.0 kPa
A It break

Ia pecah

B It vibrates

Ia bergetar

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 64

40. Diagram shows a bicycle pressure in the ball reaches Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 
pump is used to pump some the maximum value?
air into a ball. Mengapakah lebih sukar menolak C The average distance
between the air molecule
Rajah menunjukkan pam basikal omboh apabila tekanan bola in the ball increases
mencapai nilai maksimum?
digunakan untuk mengepam Jarak purata antara molekul
udara ke dalam bola. A The temperature of air udara dalam bola meningkat
molecules in the ball
Piston increases D The rate of collisions of
Omboh the air molecules with the
Suhu molekul udara dalam wall increases
Cylinder bola meningkat
Silinder Kadar perlanggaran molekul
B The velocity of the air udara dengan dinding
Why is it more difficult to molecules in the ball meningkat
push the piston when the increases

Halaju molekul udara dalam
bola meningkat

Paper 2

Section A / Bahagian A

1. Diagram 1.1 and 1.2 shows two different situations that happen in our daily life. Diagram 1.1 shows
a hand touching a hot kettle. Diagram 1.2 shows a hand holding an ice. Both are having different
temperatures. The arrow in both diagrams indicates the direction of heat flow.

Rajah 1.1 dan 1.2 menunjukkan dua situasi yang berlaku dalam kehidupan seharian. Rajah 1.1 menunjukkan tangan
tersentuh cerek yang panas. Rajah 1.2 menunjukkan tangan memegang seketul ais. Kedua-duanya mempunyai suhu
yang berbeza. Anak panah dalam kedua-dua rajah menunjukkan arah aliran haba.

Diagram 1.2 / Rajah 1.2
Diagram 1.2 / Rajah 1.2

(a) What is meant by temperature?

Apakah yang dimaksudkan dengan suhu?

[1 mark / 1 markah]
(b) Based on Diagram 1.1 and Diagram 1.2,
[1 mark / 1 markah]
Berdasarkan Rajah 1.1 dan Rajah 1.2, [1 mark / 1 markah]
[1 mark / 1 markah]
(i) compare the temperature of the objects.
© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.
bandingkan suhu kedua-dua objek.


(ii) compare the effect of heat experienced by the hands.

bandingkan kesan haba yang dirasai oleh kedua-dua tangan.


(iii) compare the direction of heat flow

bandingkan arah pengaliran haba

65

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat

(iv) relate the direction of the heat flow to the difference in temperature between objects which are in
thermal contact.

hubung kait arah pengaliran haba dengan perbezaan suhu antara objek yang bersentuhan secara terma.

[1 mark / 1 markah]

(c) Diagram 1.3 shows a 500 W immersion heater heated up the ice for 3 minutes. The ice melts and water

is collected in the beaker. The mass of water collected is 270 g.

Rajah 1.3 menunjukkan pemanasan rendaman 500 W memanaskan ais selama 3 minit. Ais mencair dan air
dikumpulkan di dalam bikar. Jisim air yang dikumpul adalah 270 g.

Power supply Immersion
Bekalan kuasa heater
Pemanas
rendam
Ice cubes
Ketulan ais

Beaker
Bikar

Water
Air
Diagram 1.3 / Rajah 1.3

(i) Explain why the temperature does not change when the ice cubes change to liquid.

Terangkan mengapa suhu tidak berubah apabila kiub ais berubah menjadi cecair.

[1 mark / 1 markah]
(ii) Calculate the energy released by the immersion heater.

Hitungkan tenaga yang dikeluarkan oleh pemanas rendaman.

[2 marks / 2 markah]

2. Diagram 2.1 shows trapped gas being heated in an enclosed space.

Rajah 2.1 menunjukkan gas yang terperangkap sedang dipanaskan di dalam ruang tertutup.

Atmosphere pressure Piston Atmosphere pressure
Tekanan atmosfera Omboh Tekanan atmosfera

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10
Gas molecule
50°C Molekul gas 75°C

Diagram 2.1 / Rajah 2.1

(a) What is the meaning of absolute temperature?

Apakah yang dimaksudkan dengan suhu mutlak?

[1 mark / 1 markah]

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 66

Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 

(b) By using the kinetic theory of molecules, explain why volume increases when the temperature of air
increases.

Dengan menggunakan teori kinetik molekul, terangkan mengapa isi padu bertambah apabila suhu udara bertambah?

[2 marks / 2 markah]
(c) (i) Name the physics law involved as shown on Diagram 2.1 [1 mark / 1 markah]

Namakan hukum fizik yang terlibat seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.1.


(ii) Sketch the graph of physics law, stated in (c)(i).

Lakarkan graf hukum fizik, yang dinyatakan dalam (c)(i)



[2 marks / 2 markah]
(d) Diagram 2.2 shows a hot air balloon.
It is found that the hot air balloon does not fly high enough even though Diagram 2.2 / Rajah 2.2

there is only one passenger on it. Suggest the modification that need to be [1 mark / 1 markah]
done through these aspects: [1 mark / 1 markah]
[1 mark / 1 markah]
Rajah 2.2 menunjukkan sebuah belon udara panas. [1 mark / 1 markah]
Didapati bahawa belon udara panas tidak terbang cukup tinggi walaupun hanya

seorang penumpang di atasnya. Cadangkan pengubahsuaian yang perlu dibuat
melalui aspek-aspek berikut:

(i) Size of the balloon.

Saiz belon


Reason / Sebab


(ii) Number of hot air burner

Bilangan pembakar udara panas.


Reason / Sebab


3. Diagram 3.1 shows the scale of a thermometer clinic.

Rajah 3.1 menunjukkan skala termometer klinik.

Diagram 3.1 / Rajah 3.1

(a) Name the physical quantity measured by the thermometer.

Namakan kuantiti fizikal yang diukur oleh termometer.

67 [1 mark / 1 markah]

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat

(b) What is the value of the smallest division on the scale?

Apakah nilai pembahagi skala yang paling kecil?

[1 mark / 1 markah]
(c) What is the reading of the instrument?

Berapakah bacaan alat pengukur itu?

[1 mark / 1 markah]

(d) Diagram 3.2 shows an uncalibrated mercury thermometer placed in a beaker containing ice cubes and
water at 0℃. The length of the mercury column, l = 6 cm. Diagram 3.3 shows the length of mercury
column, l = 20 cm when the ice cubes and water in the beaker are boiled until 100℃. Diagram 3.4
shows the length of mercury column, l = 16 cm when the thermometer is placed in a hot liquid with
temperature, θ℃.

Rajah 3.2 menunjukkan termometer merkuri yang tidak ditentu ukur diletakkan di dalam bikar yang mengandungi
kiub ais dan air pada 0°C. Panjang turus merkuri, l = 6 cm. Rajah 3.3 menunjukkan panjang tirus merkuri, l = 20 cm
apabila kiub ais dan air dalam bikar dididihkan sehingga 100°C. Rajah 3.4 menunjukkan panjang turus merkuri,
l = 16 cm apabila termometer dilektakkn di dalam cecair panas dengan suhu θ°C.

Thermometer 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Thermometer
Termometer 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Termometer

100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 l = 20 cm Boiling water
at 100°C
l = 6 cm Ice cubes Air didih pada
Kiub ais 100°C
Bunsen burner
Water at 0°C Penunu bunsen
Air pada 0°C
Diagram 3.3 / Rajah 3.3
Diagram 3.2 / Rajah 3.2

Thermometer
Termometer

l = 16 cm

Hot liquid at 0°C
Cecair panas pada 0°C

Diagram 3.4 / Rajah 3.4

Calculate the temperature, θ of the hot liquid.

Kirakan suhu, θ cecair panas.

[2 marks / 2 markah]

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 68

Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 

(e) Diagram 3.5 shows the design of a thermometer which can be used to determine the body temperature
of a patient.

Rajah 3.5 menunjukkan reka bentuk termometer yang boleh digunakan untuk menentukan suhu badan pesakit.

Diagram 3.5 / Rajah 3.5

Table 3 shows several characteristics of different thermometers.

Jadual 3 menunjukkan beberapa ciri-ciri termometer yang berbeza.

Thermometer Range Diameter of capillary tube Accuracy

Termometer Julat Diameter tiub kapilari Ketepatan

P (℃) Small / Kecil (℃)
Q 0 – 100 Small / Kecil 0.1
R 30 – 45 Big / Besar 0.1
S 30 – 45 Big / Besar 1
0 – 100 1
Table 3 / Jadual 3

Study the specifications of the four thermometers based on Table 3. Explain the suitability of each
aspect. Give reasons for your choice.

Kaji spesifikasi empat termometer berdasarkan Jadual 3. Jelaskan kesesuaian setiap aspek. Beri sebab untuk
pilihan anda.

(i) Range / Julat

[1 mark / 1 markah]
Reason / Sebab

[1 mark / 1 markah]
(ii) Diameter of capillary tube / Diameter tiub kapilari

[1 mark / 1 markah]
Reason / Sebab

[1 mark / 1 markah]
(iii) Accuracy / Ketepatan

[1 mark / 1 markah]
Reason / Sebab

[1 mark / 1 markah]
(iv) Determine the most suitable thermometer.

Tentukan termometer yang paling sesuai.

[1 mark / 1 markah]

69 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat

Section B / Bahagian B
4. Diagram 4 shows a hole is dug on a block of ice so that the middle part is empty. Hot water of 99°C is then

poured into the hole until all the ice melts.

Rajah 4 menunjukkan satu lubang dikorek pada satu bongkah ais supaya bahagian tengahnya ialah kosong. Kemudian,
air panas bersuhu 99°C dituangkan ke dalam lubang itu sehingga seluruh ais itu melebur.

Hot water of 99°C
Air panas bersuhu 99°C

Ice block
Bongkah ais

Diagram 4 / Rajah 4

(a) (i) What is meant by heat capacity? [1 mark/1 markah]
Apakah yang dimaksudkan dengan muatan haba?

(ii) If the mass of the ice is 8.4 kg, calculate the mass of hot water needed to melt all the ice at 0°C.
Jika jisim bongkah ais ialah 8.4 kg, hitungkan jisim air panas yang diperlukan untuk melebur semua ais pada

suhu 0°C.

Specific latent heat of fusion = 3.3 × 105 J kg–1

Haba pendam tentu pelakuran = 3.3 × 105 J kg–1

Specific heat capacity of water = 4.20 × 103 J kg–1 °C–1
Muatan haba tentu air = 4.20 × 103 J kg–1 °C–1

[4 marks / 4 markah]

(b) Explain the changes that occur in the arrangement of the molecules of ice into water vapour during

heating by using the kinetic theory.

Terangkan perubahan yang berlaku dalam susunan molekul ais ke wap air semasa pemanasan dengan menggunakan

teori kinetik. [5 marks / 5 markah]

(c) You are assigned to study the characteristics of some material to select the most suitable material for

making a cooking pot.

Anda diberi tugas untuk mengkaji ciri-ciri beberapa bahan untuk memilih bahan yang paling sesuai untuk dijadikan
periuk memasak.

Material Specific heat capacity Melting point Density Rate of rusting
Bahan Muatan haba tentu Takat lebur Ketumpatan Kadar
J kg–1 °C–1 °C
W kg m–3 pengaratan
X 580 1 100
Y 2 040 High / Tinggi
Z 340 1 300 3 000 High / Tinggi
5 280 Low / Rendah
770 2 000 10 533 Low / Rendah

210 1 500

Table 4 / Jadual 4

From the characteristics in Table 4, determine which one is the most suitable material for making a

cooking pot. Explain your choice.

Daripada ciri-ciri dalam Jadual 4, kenal pasti bahan yang paling sesuai untuk membuat periuk masak. Terangkan
pilihan anda.

[10 marks / 10 markah]

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 70

Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 

Section C / Bahagian C

5. Diagram 5.1 shows the heating curves for liquid M and liquid N. Both liquids have mass 200 g and were
heated with a 200 W heater for 5 minutes.

Rajah 5.1 menunjukkan lengkung pemanasan untuk ceciar M dan cecair N. Kedua-dua cecair mempunyai jisim 200 g
dan dipanaskan dengan pemanasan 200 W selama 5 minit.

Temperature/ °C
Suhu/ °C

300 Liquid M
250 Cecair M
200 Liquid N
150 Cecair N

100

50

0 1 2 3 4 Time/ minute
0 5 Masa/ minit

Diagram 5.1 / Rajah 5.1

Table 5 gives the values of the specific heat capacity of liquid M and liquid N.

Jadual 5 memberikan nilai muatan haba tentu bagi cecair M dan cecair N.

Liquid Specific heat capacity

Cecair Muatan haba tentu

M (J kg−1 °C−1)
N
1200

1800

Table 5 / Jadual 5

(a) What is the meaning of specific heat capacity? [1 mark / 1 markah]

Apakah maksud muatan haba tentu?

(b) Based on the heating curves in Diagram 5.1:

Berdasarkan lengkung pemanasan dalam Rajah 5.1:

(i) Compare the heat energy supplied to the liquid M and liquid N.
Bandingkan tenaga haba yang dibekalkan kepada cecair M dan cecair N. [1 mark / 1 markah]
(ii) Compare the specific heat capacity of the liquid M and liquid N.
Bandingkan muatan haba tentu bagi cecair M dan cecair N. [1 mark / 1 markah]
(iii) Compare the final temperature of liquid M and liquid N.
Bandingkan suhu akhir cecair M dan cecair N. [1 mark / 1 markah]
(iv) Compare the rate of increase of temperature of liquid M and liquid N.
Bandingkan kadar peningkatan suhu cecair M dan cecair N. [1 mark / 1 markah]
(v) Relate the specific heat capacity of the liquid to its rate of increase in temperature.
Hubung kait muatan haba tentu cecair kepada kadar kenaikan suhu. [1 mark / 1 markah]

(c) Diagram 5.2 shows a high pressure liquefied petroleum gas commonly

used in the kitchen.

Based on Diagram 5.2, using the kinetic theory of gases, explain how the

gas pressure produced in the gas tanks.

Rajah 5.2 menunjukkan petroleum cecair tekanan tinggi yang biasa digunakan di
dapur.

Berdasarkan Rajah 5.2, dengan menggunakan teori kinetik, terangkan bagaimana

tekanan gas dihasilkan dalam tangki gas. [4 marks /4 markah]

Diagram 5.2 / Rajah 5.2

71 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat

(d) Diagram 5.3 shows an electric rice cooker.

Rajah 5.3 menunjukkan periuk nasi elektrik.

Outer pot
Periuk luar
Aluminium inner pot
Periuk dalam aluminium

Heating element
Elemen pemanas
Diagram 5.3 / Rajah 5.3

You are required to give suggestions to modify the electric rice cooker to become a slow cooker that
can cook food slowly with low heat to maintain the nutritional value and taste of the food. Explain
your suggestions based on the following aspects:

Anda dikehendaki memberi cadangan untuk mengubah suai periuk nasi elektrik untuk menjadi pemanas perlahan
yang boleh memasak makanan perlahan-lahan dengan api yang rendah untuk mengekalkan nutrisi dan rasa
makanan. Terangkan cadangan anda berdasarkan aspek berikut:

(i) the type of material of the outer pot.

jenis bahan bagi bahagian luar periuk.

(ii) the type of material of the inner pot.

jenis bahan bagi bahagian dalam periuk.

(iii) the space between the inner pot and outer pot.

ruang di antara bahagian dalam dan luar periuk.

(iv) the power of the heating element.

kuasa bagi elemen pemanas.

(v) the cover of the outer pot

penutup periuk luar.

[10 marks / 10 markah]

6. Diagram 6.1 shows air bubbles P and Q by a diver. Q
P
Rajah 6.1 menunjukkan buih udara P dan Q oleh penyelam.

(a) State one factor that affects the water pressure of the diver.
Nyatakan satu faktor yang mempengaruhi tekanan air penyelam.

[1 mark /1 markah]

(b) Based on Diagram 6.1:
Berdasarkan Rajah 6.1:

(i) Compare the size of the air bubbles, the depth of the air

bubbles and the pressure on the air bubbles P and Q. Diagram 6.1 / Rajah 6.1
Bandingkan saiz gelembung udara, kedalaman buih udara dan
tekanan pada gelembung udara P dan Q.

[3 marks / 3 markah]

(ii) Relate the size of the air bubble with the depth of the air bubble.
Hubung kait saiz gelembung udara dengan kedalaman gelembung udara.
[1 mark / 1 markah]

(iii) Relate the depth of the air bubble with the pressure on the air bubble.
Hubung kait kedalaman gelembung udara dengan tekanan pada gelembung udara. [1 mark / 1 markah]

(iv) State a relationship between the volumes of the air bubble with the pressure on the air bubble.

Nyatakan hubungan antara isi padu gelembung udara dengan tekanan pada gelembung udara.

[1 mark / 1 markah]

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 72

(c) Diagram 6.2 shows a cooling system of a refrigerator. Physics  Form 4 Chapter 4 Heat 

Rajah 6.2 menunjukkan sistem pendinginan peti sejuk. Evaporator
coils
Defrost heater Door switch Gegelung
Pemanas nyahbeku Suis pintu penyejat
Insulation
Penebat
Evaporator fan
Kipas penyejat

Temperature
controls
Kawalan suhu

Compressor fan Drain Door
Kipas pemampat Salur air buangan gasket
Gasket
Compressor pintu
Pemampat
Leveling feet Defrost timer Condenser coils Drain pan
Kaki boleh laras Pemasa nyahbeku Gegelung penyejuk Bekas air buangan

Diagram 6.2 / Rajah 6.2

Explain why we cannot use a cooling system of a refrigerator to cool the hot room.
Jelaskan mengapa kita tidak boleh menggunakan sistem penyejukan peti sejuk untuk menyejukkan bilik panas.

[3 marks / 3 markah]

(d) Heat generated in the car engine has to be removed effectively to avoid overheating. Diagram 6.3

shows the cooling system of a car engine.
Haba yang dihasilkan di enjin kereta perlu dikeluarkan dengan berkesan untuk mengelakkan terlalu panas. Rajah 6.3

menunjukkan sistem penyejukan enjin kereta.

Heater hoses Thermostat Upper hose
Gelung pemanas Termostat Gelung atas
Radiator
Heater Radiator
core
Teras
pemanas

Fan
Kipas

Reserve tank Pressure cap
Tangki simpanan Penutup tekanan
Water pump
Lower hose Pam air
Gelung bawah Transmission Cooler
Pengagih sejuk
Diagram 6.3 / Rajah 6.3

73 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 4 Heat

You are asked to investigate the characteristic of the liquid which could be used in cooling system of

a car. As an engineer, you are required to suggest the characteristics of the liquid which could be used

in cooling system of a car. State and explain your suggestions based on the following aspects:
Anda diminta untuk menyiasat ciri-ciri cecair yang boleh digunakan dalam sistem penyejukan kereta. Sebagai

seorang jurutera, anda dikehendaki mencadangkan ciri-ciri cecair yang boleh digunakan dalam sistem penyejukan
kereta. Nyatakan dan terangkan cadangan anda berdasarkan aspek berikut:

(i) Specific heat of capacity of the liquid

Muatan haba tentu cecair

(ii) Freezing point of the liquid

Takat beku cecair

(iii) Boiling point of the liquid

Takat didih cecair

(iv) Volume of the liquid

Isi padu cecair

(v) Rusting rate of metal
Kadar pengaratan logam
[10 marks / 10 markah]

HOTS Challenge

Richard works in the R&D of a factory that produces non-stick frying pan. He is entrusted to

study the properties of four different materials to select a suitable material to make non-stick

frying pans as shown on table below.
Richard bekerja dalam bahagian penyelidikan dan pembangunan di sebuah kilang yang menghasilkan kuali tanpa-
lekat. Dia diamanahkan untuk mengkaji ciri-ciri empat bahan berlainan untuk memilh bahan yang sesuai untuk
dijadikan kuali tanpa-lekat itu seperti yang ditunjukkan dalam jadual di bawah.
HOTS Evaluating

Material Density Melting point Specific heat capacity Strength

Bahan Ketumpatan Takat lebur Muatan haba tentu Kekuatan

(kg m-3) (ºC) (J kg–1 ºC)

P 6 000 500 500 High / Tinggi
Q 8 500 900 250 High / Tinggi
R 5 000 200 300 Medium / Sederhana
S 3 000 300 450 Low / Rendah

Explain the suitability of each features in the table above. Hence, determine the most suitable
material to be used and give reasons for your choice.

Terangkan kesesuaian setiap ciri dalam jadual di atas. Seterusnya, tentukan bahan yang paling sesuai untuk
digunakan dan berikan sebab-sebab anda.

Quiz 4

21PAK- 74

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

CHA PTER Waves

51 Gelombang

SMART Notes Waves
Gelombang

VIDEO 5

Progressive waves / Gelombang progresif Stationary wave / Gelombang pegun
Wave profile does not travel with time
The wave profile moves with time
Profil gelombang tidak merambat dengan masa
Profil gelombang bergerak dengan masa
Resulting waves in musical instruments
• Transverse waves • Longitudinal
waves Gelombang yang terhasil di dalam alat-alat muzik
Gelombang melintang
Gelombang membujur

Wave – Transferring energy from one location to another through an oscillating system.

Gelombang – Memindahkan tenaga dari satu lokasi ke lokasi yang lain melalui sistem berayun.
Direction of wave propagation

Arah perambatan gelombang

Amplitude Trough
Amplitud Palung

Transverse wave Crest
Gelombang melintang Puncak
Longitudinal wave
Gelombang membujur Wavelength
Panjang gelombang

Rarefaction Compression
Regangan Mampatan

Damping is a phenomenon which cause Resonance occurs when the amplitude of an
amplitude of wave to reduce over time object’s oscillation are increased by the matching
vibration (frequency) of another object.
Pelembapan adalah fenomena yang menyebabkan
amplitud gelombang berkurangan mengikut masa Resonans berlaku apabila amplitud suatu objek berayun
bertambah disebabkan oleh objek lain yang mempunyai
getaran yang sama (frekuensi).

Displacement / Sesaran Damping
Pelembapan

Time
Masa

75 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 5 Waves

Reflection of waves / Pantulan gelombang Refraction of waves / Pembiasan gelombang

Reflection of waves / Pantulan gelombang Refraction of waves / Pembiasan gelombang

λ1 Longer λ
Panjang i

v1 Deep / Dalam
Shallow / Cetek
Angle of i r<i rλ
incidence r Bends towards
the normal Shorter
Sudut tuju v2 Bengkok ke Pendek
arah normal
Angle of λ2

reflection
Sudut pantulan

Diffraction of waves / Pembelauan gelombang Interference of waves //InIntetreferrfeenrsegneslomgebalongmbang
x
λλ Interference of waves
dd
d cd

Smaller gap     Bigger gap D
Celah kecil Celah besar

λ λ S1 a S2
d d

Smaller obstacle Bigger obstacle λ = _a_x
Halangan kecil Halangan besar D

  

Electromagnetic waves / Gelombang elektromagnet

Increasing frequency
Frekuensi bertambah

0.0001 nm 0.01 nm Increasing wavelength 1 cm 1 m 100 m
Panjang gelombang bertambah
10 nm 1000 nm 0.01 cm

Gamma rays X-rays Ultra- Infrared Radio waves
Sinar Sinar-X violet Inframerah Gelombang radio
gama Ultra Radar TV FM
ungu AM

Visible light / Cahaya tampak

400 nm Blue 500 nm Yellow 600 nm 700 nm
Violet Biru Green Kuning Orange Red
Ungu Hijau Jingga Merah

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 76

Physics  Form 4 Chapter 5 Waves 

Fundamentals of Waves

5.1 Asas Gelombang

1. Complete the following diagram. TP 1

Lengkapkan rajah berikut.

Direction / Arah : Process of transffering (b)
(a) energy from one location
to another.

Proses memindahkan tenaga
dari satu lokai ke lokasi lain.

Transverse waves Produced by an oscillating Longitudinal waves
or vibrating motion.
Gelombang melintang Gelombang membujur
Dihasilkan oleh gerakan ayunan
atau getaran.

(c)

2. Name the physical quantity as labelled in the following graph. TP 1
Namakan kuantiti fizik seperti yang dilabelkan dalam graf berikut.

Displacement of
the particle (cm)
Sesaran zarah (cm)

a λ Distance (cm)
0 a Jarak (cm)

λ T a =
Displacement of a λ =
the particle (cm) T =
Sesaran zarah (cm)
Time (s)
a Masa (s)
0

T

77 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 5 Waves

Damping and Resonance

5.2 Pelembapan dan Resonans

3. Complete the following table. TP 1

Lengkapkan jadual berikut.

Phenomenon Cause Effect

Fenomena Punca Kesan

Resonance (a) (b)

Resonans

(c) (d) Energy is drained out as heat
4. Experiment shows a phenomenon of resonance. TP 2 energy

Eksperimen menunjukkan fenomena resonans. Tenaganya dialirkan keluar sebagai
tenaga haba

Pendulum B and D are the same length. When pendulum

B oscillates, all the pendulum start to oscillate. But pendulum

B and D have the same length, so there is same

. So pendulum D will oscillates with

AE (maximum/ minimum) amplitude.
BD Pendulum B dan D adalah sama panjang. Apabila pendulum B berayun,
C semua pendulum mula berayun. Tetapi pendulum B dan D mempunyai
panjang yang sama, jadi terdapat yang sama. Jadi
pendulum D akan berayun dengan amplitud (maksimum / minimum).

Reflection of Waves

5.3 Pantulan Gelombang

5. Complete the following statement: TP 2 . such as ,

Lengkapkan pernyataan berikut. . seperti ,

(a) Reflection of a wave occurs when a wave strikes an
, and

Pantulan gelombang berlaku apabila gelombang menghentam

, dan

(b) The reflection of waves obeys the law of reflection:

Pantulan gelombang mematuhi hukum pantulan:

(i)

(ii)

(c) When the reflection of a wave happened , the wavelength, λ, the frequency, f and the speed,

v but the direction of propagation of the wave .

Apabila pantulan gelombang berlaku, panjang gelombang, λ, frekuensi, f dan laju, v tetapi
arah perambatan gelombang .

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 78

Physics  Form 4 Chapter 5 Waves 

6. Complete the diagram below. TP 1

Lengkapkan gambar rajah di bawah.

(a)
(b)

(c) (e)
(d)

Refraction of Waves

5.4 Pembiasan Gelombang

7. Complete the following statement. TP 2 .

Lengkapkan pernyataan berikut. .

(a) The refraction of water waves occur when there is a but a

yang sama tetapi

Pembiasan gelombang air berlaku apabila terdapat


(b) After refraction, the wave has the same

.

Selepas pembiasan, gelombang mempunyai
.

Diffraction of Waves

5.5 Pembelauan Gelombang

8. Complete the following statement. TP 2 .

Lengkapkan pernyataan berikut. .

(a) Diffraction of waves is .

Pembelauan gelombang adalah .

(b) The effect of diffraction is obvious only if of the waves are change.

Kesan pembelauan hanya jelas jika gelombang berubah.

(i) the size of the aperture or obstacle is (small / large), and

saiz bukaan atau halangan adalah (kecil / besar), dan

(ii) the wavelength is (small / large).

panjang gelombang adalah (kecil / besar).

(c) Frequency, wavelength and of waves

Frekuensi, panjang gelombang dan gelombang

(d)



79 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 5 Waves sources meet. .

Interference of Waves bertemu.

5.6 Interferens Gelombang and .

9. Complete the following statement. TP 1 yang sama dan

Lengkapkan pernyataan berikut. .

(a) Interference is the superposition of two waves from two .

Interferens adalah superposisi apabila dua gelombang yang .

(b) Two waves are in coherent if they are of the same .

Dua gelombang dikatakan koheren apabila mempunyai .

(c) There are two types of interference: .

Terdapat dua jenis interferens:

(i)
(ii)
10. Principle of superposition / Prinsip superposisi TP 2
(a) The principle of superposition states that

Prinsip superposisi menyatakan bahawa

(b) Constructive interference occurs when

Interferensi membina berlaku apabila

(c) Destructive interference occurs when

Interferens memusnah terjadi apabila

Electromagnetic Waves

5.7 Gelombang Elektromagnet

11. The electric and magnetic field oscillate (perpendicular / parallel) to each other and to the direction
of propagation. TP 1

Medan elektirk dan medan magnet berayun (serenjang / selari) antara satu sama lain dan dari arah perambatan.

12. Complete the diagram below. TP 2

Lengkapkan rajah di bawah.

Wavelength
Panjang gelombang

(a) (b) (c) (d) (e) (f) (g)
Frequency
Frekuensi

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 80

Physics  Form 4 Chapter 5 Waves 

SPM Practice 5

Paper 1

5.1 Fundamentals of Waves C 4. Diagram 3 shows graph of
displacement against time for
Asas Gelombang D a particle in a water wave.

1. A student measures how far a 3. Diagram 2 shows a ball Rajah 3 menunjukkan graf
cork moves up and down on floating in a water tank.
a wave in a tank of water as sesaran melawan masa suatu
in Diagram 1. Rajah 2 menunjukkan sebuah zarah dalam gelombang air.

Seorang pelajar mengukur bola terapung dalam tangki air. Displacement (cm)
sejauh mana gabus bergerak Direction of wave Sesaran (cm)
ke atas dan ke bawah pada
gelombang dalam tangki air Arah gelombang 0.1
seperti dalam Rajah 1. Ball
Bola 0 0.5 1.0 Time (s)
Ruler Water –0.1 Masa (s)
Pembaris Air

Cork Direction Diagram 2 / Rajah 2 Diagram 3 / Rajah 3
Gabus of wave Which of the following is the
Arah What is the frequency of the
gelombang correct movement of the ball? water wave?
Antara yang berikut, yang manakah
Diagram 1 / Rajah 1 Apakah frekuensi gelombang air?
gerakan bola yang benar?
What quantity that can A 0.5 Hz
be obtained from the A Ball B 1.0 Hz
measurement? C 2.0 Hz
Bola D 3.0 Hz
Apakah kuantiti yang boleh
B Ball 5. Diagram 4 shows the cross
diperoleh daripada pengukuran? section of the water wave
Bola generated in a ripple tank.
A Amplitude
Amplitud C Rajah 4 menunjukkan keratan
B Frequency
Frekuensi Ball rentas bagi gelombang air yang
C Speed Bola dihasilkan dalam satu tangki riak.
Laju
D Wavelength D TV
Panjang gelombang
Ball
2. Which of the following Bola U
produces longitudinal waves?
Direction of propagation
Antara yang berikut, yang Arah perambatan

manakah menghasilkan Diagram 4 / Rajah 4
gelombang membujur?
Which of the following
A statements is true about the
water wave?
B
Antara yang berikut, pernyataan

yang manakah adalah benar
mengenai gelombang air itu?

81 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 5 Waves

A Particles T and V are in 5.2 Damping and Resonance 10. Diagram 6 shows two
different phases. identical tuning forks side by
Pelembapan dan Resonans side in a laboratory. When a
Zarah T dan V adalah dalam student knocks on the first
fasa berlainan. 7. Diagram 5 shows a graph fork, the vibrations of the
of an oscillation system fork forced the second fork
B The wavelength is given experiences damping. to oscillate with its maximum
by distance UV. amplitude.
Rajah 5 menunjukkan graf sistem
Panjang gelombang itu diberi Rajah 6 menunjukkan dua tala
oleh jarak UV. ayunan mengalami pelembapan.
bunyi yang serupa diletakkan
C Energy is being transferred Displacement, s sebelah menyebelah di dalam
from right to left. Sesaran, s makmal. Apabila tala bunyi yang
pertama diketuk, getaran yang
Tenaga dipindahkan dari Time, t terhasil memaksa tala bunyi
kanan ke kiri. Masa, t yang kedua untuk bergetar pada
amplitud maksimum.
D All particles are vibrating in Diagram 5 / Rajah 5
a direction perpendicular Diagram 6 / Rajah 6
to the direction of wave Which of the following
propagation. quantity does not change? Which phenomenon will best
describe the situation?
Semua zarah bergetar dalam Antara yang berikut, yang
Situasi yang manakah paling
satu arah yang berserenjang manakah kuantiti yang tidak
kepada arah perambatan berubah? tepat menerangkan fenomena
gelombang. tersebut?
A Size of oscillation
6. Which of the following A Resonance
graphs show the correct Saiz ayunan
relationship between Resonans
wavelength, λ and frequency, B Period of oscillation
f when velocity is constant? B Damping
Tempoh ayunan
Antara yang berikut, yang Pelembapan
C Energy of oscillation
manakah menunjukkan C Modulation
hubungan yang betul antara Tenaga ayunan
Modulasi
panjang gelombang, λ dan D Amplitude of oscillation
D Echo
frekuensi, f apabila halaju malar? Amplitud ayunan
Gema
A λ 8. When the amplitude of a
wave decrease, 11. Diagram 7 shows an
f oscillating system.
Apabila amplitud gelombang
B λ Rajah 7 menunjukkan sistem
berkurang, ayunan.
f
A its wavelength will increase. Spring
C λ Spring
panjang gelombangnya akan
f bertambah.

D λ B frequency will decrease. Water Metal ball
Air Bebola logam
frekuensi akan berkurang.
f Diagram 7 / Rajah 7
C energy will decrease.

tenaga akan berkurang.

D period will decrease.

tempoh akan berkurang.

9. When a system oscillates
at its natural frequency is
slowing down because of
damping, its amplitude will

Apabila suatu sistem bergetar

pada frekuensi aslinya menjadi
perlahan disebabkan oleh
pelembapan, amplitudnya akan

A decrease. / berkurang.
B increase. / bertambah.
C remains the same.

tidak berubah.

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 82

Physics  Form 4 Chapter 5 Waves 

Which graph shows the C Wavelength 14. Diagram 9 shows the
correct relationship between direction of propagation of the
displacement and time for the Panjang gelombang incident waves approaching a
oscillating system? concave reflector.
D Direction of propagation
Graf manakah yang Rajah 9 menunjukkan arah
menunjukkan hubungan yang Arah perambatan perambatan satu gelombang
betul antara sesaran dan masa tuju menuju ke sebuah pemantul
untuk sistem berayun? 13. Diagram 8 shows plane water cekung.
waves travelling towards an
A L-shaped barrier in a ripple Direction of Concave reflector
tank. incident plane Pemantul cekung
Displacement wave
Sesaran Rajah 8 menunjukkan gelombang Arah gelombang
satah tuju
air satah bergerak menuju sebuah
0 Time halangan yang berbentuk-L Diagram 9 / Rajah 9
Masa dalam sebuah tangki riak.
B Which of the following is
Time L-shaped barrier correct about the reflected
Displacement Masa Halangan berbentuk L waves?
Sesaran
Diagram 8 / Rajah 8 Antara berikut, yang manakah
0 benar tentang pantulan
Which diagram shows the gelombang itu?
C reflected wave pattern?
A The reflected waves is in
Displacement Rajah manakah menunjukkan circular shape
Sesaran
corak gelombang yang Pantulan gelombang itu
0 Time dipantulkan? adalah dalam bentuk bulat.
Masa
D A B The speed of the reflected
wave increases.
Displacement B
Sesaran Laju bagi pantulan
C gelombang itu bertambah
0 Time
Masa D C The frequency of the
reflected wave is higher
than the incident waves.

5.3 Reflection of Waves Frekuensi bagi pantulan
gelombang adalah lebih
Pantulan Gelombang besar daripada gelombang
tuju.
12. Which of the following
characteristice of waves D The wavelength of the
changes when the waves are reflected wave is twice
reflected? that of the incident
waves.
Antara yang berikut, yang
manakah ciri gelombang Panjang gelombang untuk
yang akan berubah apabila pantulan gelombang adalah
dipantulkan? dua kali ganda daripada
gelombang tuju.
A Speed

Laju

B Frequency

Frekuensi

83 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 5 Waves

15. Which of the following Angle of Angle of 5.4 Refraction of Waves
diagrams shows the reflection incidence reflection
of a water wave? Pembiasan Gelombang
Sudut tuju Sudut
Antara yang berikut, rajah yang pantulan 18. Diagram 11 shows a
manakah menunjukkan pantulan refraction of a water wave.
bagi gelombang air? A 40o 40 o
Rajah 11 menunjukkan
A B 40 o 50 o
pembiasan gelombang air.

C 50 o 40 o

D 50 o 50 o

B 17. Which of the following Deep water Shallow water
concerning the frequency and Air dalam Air cetek
C speed of a reflected wave is
true? Diagram 11 / Rajah 11
D
Antara yang berikut, yang From the above phenomena,
16. Diagram 10 shows a series manakah mengenai frekuensi which physical quantity does
of plane waves propagating dan laju gelombang yang not change?
towards a plane reflector. dipantulkan adalah benar?
Daripada fenomena di atas,
Rajah 10 menunjukkan siri Frequency Speed
gelombang satah yang merambat Frekuensi Laju kuantiti fizik manakah yang tidak
ke arah pemantul satah. berubah?
Normal line A Same Less
Garis normal A Velocity
40° as the than the
Plane reflector Halaju
Pemantul satah incident incident
B Amplitude
Incident wave wave wave Amplitud
Gelombang tuju C Frequency
Sama Kurang
Diagram 10 / Rajah 10 seperti daripada Frekuensi
gelombang gelombang
What are the angles of tuju tuju D Wavelength
incidence and reflection?
Panjang gelombang
Apakah sudut tuju dan sudut
B Less Same 19. Diagram 12 shows
pantulannya? propagation of water waves
than the as the from region X to region Y.

incident incident Rajah 12 menunjukkan

wave wave perambatam gelombang air dari
kawasan X ke kawasan Y.
Kurang Sama
daripada seperti
gelombang gelombang
tuju tuju
XY
C Less Less

than the than the

incident incident

wave wave vx vy

Kurang Kurang Diagram 12 / Rajah 12
daripada daripada
gelombang gelombang Which of the following is
tuju tuju the correct comparison of
the wave speed and depth of
D Same Same water in X and Y?

as the as the Antara yang berikut, yang

incident incident manakah perbandingan yang
benar mengenai kelajuan
wave wave gelombang dan kedalaman air di
Sama X dan Y?
Sama
seperti seperti
gelombang gelombang
tuju tuju

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 84

Physics  Form 4 Chapter 5 Waves 

Wave Depth of Rajah 14 menunjukkan Motor
speed water Motor
perambatan gelombang air dari
Laju Kedalaman kawasan dalam ke kawasan Water
gelombang air cetek. Laju gelombang air di Air
kawasan dalam ialah 36 cm s–1 Diagram 16 / Rajah 16
A vx > vy X>Y dan 27 cm s–1 di kawasan cetek.
B vx > vy X<Y Which of the following
C vx < vy X>Y v = 36 cm s –1 v = 27 cm s –1 diagrams shows the correct
D vx < vy X<Y 1 2 wave front when the motor is
switched on?
λ = 4 cm
Antara gambar rajah berikut,
20. Diagram 13 shows wave Deep area Shallow area yang manakah menunjukkan
patterns produced in a ripple Kawasan dalam Kawasan cetek bahagian gelombang yang betul
tank by a circular vibrator at S. apabila motor dihidupkan?
Diagram 14 / Rajah 14
Rajah 13 menunjukkan corak A
gelombang yang dihasilkan
dalam tangki riak oleh penggetar B
bulatan di S.
C
XS Y What is the wavelength of the
water waves in shallow area? D
Diagram 13 / Rajah 13
Berapakah panjang gelombang
Which of the following
statements is true? bagi gelombang air di kawasan
cetek?
Antara pernyataan berikut, yang
manakah adalah benar? A 2.25 cm C 3.00 cm
B 4.00 cm D 6.75 cm
A Region X is deeper than
region Y 22. Diagram 15 shows plane
water wave entering a shallow
Kawasan X lebih dalam region of a ripple tank.
daripada kawasan Y Which of the following is the
direction of wave propagation
B Region Y is deeper than in the shallow region?
region X
Rajah 15 menunjukkan
Kawasan Y lebih dalam
daripada kawasan X gelombang air satah memasuki
kawasan cetek tangki riak. Antara
C Both regions X and Y yang berikut, yang manakah
have uniform depth arah perambatan gelombang di
kawasan cetek?
Kedua-dua kawasan X dan Y
mempunyai kedalaman yang Deep 5.5 Diffraction of Waves
seragam. Dalam
Pembelauan Gelombang
D The speed of the wave in
region X is greater than Shallow A 24. Diagram 17 shows one
the speed in region Y. Cetek property of water waves.

Kelajuan gelombang di CB Rajah 17 menunjukkan satu sifat
kawasan X lebih besar Diagram 15 / Rajah 15
daripada kelajuan di gelombang air.
kawasan Y.
23. Diagram 16 shows the Obstacle
21. Diagram 14 shows the apparatus used to produce Halangan
propagation of water waves plane waves on the surface
from deep area to shallow area. of water. Diagram 17 / Rajah 17
The speed of water waves in
deep areas is 36 cm s–1 and in Rajah 16 menunjukkan
shallow area is 27 cm s–1. radas yang digunakan untuk
menghasilkan gelombang
pesawat di permukaan air.

85 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 5 Waves

The effect of this property is C diffraction. C Wavelength Energy is
influenced by
pembelauan. is longer focused
Kesan daripada sifat ini
dipengaruhi oleh D interference. Panjang Tenaga
gelombang ditumpukan
A water depth. interferens. lebih panjang

kedalaman air. 27. What quantity decreases D Wavelength Energy is
when a wave propagate
B water wave amplitude. through a gap? is shorter dispersed
Panjang Tenaga
amplitud gelombang air. Apakah kuantiti yang berkurang gelombang disebarkan
apabila suatu gelombang lebih pendek
C size of gap. merambat melalui suatu celah?
5.6 Interference of Waves
saiz celah. A Speed
Interferens Gelombang
D water waves pattern. Laju
29. Diagram 20 shows an
bentuk gelombang air. B Frequency interference pattern of water
waves from two coherent
25. Which of the following will Frekuensi sources P and Q. Which
change when water waves point is the node?
pass through a narrow gap? C Energy
Rajah 20 menunjukkan corak
Antara yang berikut, yang Tenaga interferens gelombang air dari
dua sumber koheren P dan Q.
manakah akan berubah apabila D Wavelength Titik manakah adalah nod?
gelombang air melalui celah
sempit? Panjang gelombang D
AC
A Frequency 28. Diagram 19 shows water
waves propagate from the sea B
Frekuensi to the shore. PQ
Diagram 20 / Rajah 20
B Amplitude Rajah 19 menunjukkan

Amplitud gelombang air merambat dari
laut ke pantai.
C Speed
Laju Sea
D Wavelength Laut

Panjang gelombang Headland Headland 30. Diagram 21 shows the
Tanjung Tanjung phenomenon of interference
26. Diagram 18 shows a toy boat of water waves.
behind a barrier in a ripple Bay
tank. Teluk Rajah 21 menunjukkan fenomena

Rajah 18 menunjukkan sebuah Diagram 19 / Rajah 19 interferens gelombang air.
4 cm
bot mainan di belakang Which wave properties
penghalang dalam tangki riak. at headland and bay are S2 S1
correct?
Boat 20 cm
Bot Ciri-ciri gelombang manakah di

Concrete barrier tanjung dan di teluk yang betul?
Halangan konkrit
Headland Bay
Diagram 18 / Rajah 18
Tanjung Teluk
The boat moves up and down
after the waves pass the A Energy is Wavelength 16 cm
barrier. This is due to dispersed is longer
Diagram 21 / Rajah 21
Bot bergerak ke atas dan ke Tenaga Panjang
disebarkan gelombang What is the wavelength of
bawah selepas gelombang lebih panjang the water waves?
melepasi halangan. Hal ini
disebabkan oleh B Energy is Wavelength Apakah panjang gelombang
focused is shorter
A reflection. bagi gelombang air tersebut?
Tenaga Panjang
pantulan. ditumpukan gelombang A 0.8 cm
lebih pendek B 1.2 cm
B refraction. C 3.2 cm
D 5.0 cm
pembiasan.

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 86

Physics  Form 4 Chapter 5 Waves 

31. Diagram 22 shows yellow The distance between 5.7 Electromagnetic Waves
fringes formed by Young’s consecutive loud sounds, x,
double-slits experiment. will increase if Gelombang Elektromagnet

Rajah 22 menunjukkan pinggir Jarak antara bunyi kuat berturut- 34. Which of the following
turut, x, akan meningkat jika characteristics of microwave
kuning yang terbentuk dari makes it suitable to be used
eksperimen dwi-celah Young. A M is increased. in satellite communication?

Yellow fringes M bertambah. Antara yang berikut, yang
Pinggir-pinggir kuning
B f is increased. manakah ciri-ciri gelombang
Diagram 22 / Rajah 22 mikro yang menjadikannya
f bertambah. sesuai digunakan dalam
The separation between komunikasi satelit?
fringes can be increased by C l is decreased.
A It is neutral
Pemisahan antara pinggir boleh l berkurang.
Ia adalah neutral
ditingkatkan dengan D b is increased.
B It has a high frequency
A increasing the separation b bertambah.
distance between slits. Ia mempunyai frekuensi yang
33. The interference patterns tinggi
meningkatkan jarak produced by white light
pemisahan antara celah. through three different C It has a long wavelength
filters P, Q and R are
B replacing the yellow light observed. Table 1 shows the Ia mempunyai panjang
with red light. interference patterns. gelombang yang panjang

menggantikan cahaya kuning Corak interferens yang dihasilkan D It needs a medium to
dengan cahaya merah. oleh gelombang cahaya putih propagate
melalui tiga penapis berbeza
C increasing the intensity of P, Q dan R diperhati. Jadual 1 Ia memerlukan medium
the yellow light. menunjukkan corak-corak tersebut. untuk merambat

meningkatkan keamatan Filter Interference 35. Which is not a property of
cahaya kuning. pattern an electromagnetic wave?
Penapis
D decreasing the distance Corak interferens Yang manakah bukan sifat bagi
between double-slits and
the screen. P gelombang elekromagnet?

mengurangkan jarak antara Q A It is a tranverse wave
dwi-celah dan skrin.
R Ia adalah gelombang
32. Diagram 23 shows the melintang
position of loud and soft Table 1 / Jadual 1
sounds produced along the B It is a longitudinal wave
line PQ when the audio What is the colour of the
signal generator is switched filter P, Q and R? Ia adalah gelombang
on. membujur
Apakah warna penapis P, Q dan
Rajah 23 menunjukkan R? C It can travel through
kedudukan bunyi yang kuat vacuum
dan lemah yang dihasilkan di PQR
sepanjang garis PQ apabila A Blue Red Violet Ia boleh bergerak melalui
penjana isyarat audio dihidupkan. vakum
Biru Merah Ungu
Loudspeaker D It can travel through air
Pembesar suara B Violet Blue Red
Ia boleh bergerak melalui
Ungu Biru Merah udara

C Red Blue Violet 36. Diagram 24 shows part of an
electromagnetic spectrum.
Merah Biru Ungu
Rajah 24 menunjukkan
D Violet Red Blue sebahagian daripada spektrum
elektromagnet.
Ungu Merah Biru
Visible light P X-rays Q
87 Cahaya tampak Sinar-X

b Diagram 24 / Rajah 24

SL S L S L SL M
x

Diagram 23 / Rajah 23 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 5 Waves

What is the waves 38. Which of the following 39. Which of the following
represented by P and Q? cannot travel through electromagnetic waves has
vacuum? the lowest frequency?
Apakah gelombang yang
Antara yang berikut, yang Antara gelombang elektromagnet
ditunjukkan oleh P dan Q? berikut, yang manakah mempunyai
manakah tidak boleh merambat frekuensi terendah?
PQ melalui vakum?
A X-ray
A Ultraviolet Microwaves A Microwave
Sinar-X
rays Gelombang Gelombang mikro
mikro B Blue light
Sinar B Radio wave
ultraungu Cahaya biru
Gelombang radio
B Gamma Infrared C Sound wave
rays rays C Sound wave
Gelombang bunyi
Sinar gama Sinar Gelombang bunyi
inframerah D Microwave
D X-rays
Gelombang mikro
Sinar-X

C Microwaves Gamma 40. P Can cause sunburns

Gelombang rays Boleh menyebabkan kulit melecur
Sinar gama
mikro Q Used in burglar alarms

D Ultraviolet Gamma Digunakan sebagai penggera keselamatan

rays rays R Used to cook quickly

Sinar Sinar gama Digunakan untuk memasak dengan cepat
ultraungu
S Radiotherapy
37. Which is the correct
arrangement of electromagnetic Radioterapi
waves in order of increasing
frequency? What are the waves P, Q, R and S?

Susunan manakah yang betul Apakah gelombang-gelombang P, Q, R dan S?

bagi gelombang elektromagnet PQ RS
dalam turutan frekuensi yang Infrared rays Gamma rays
menaik? A Ultraviolet Microwaves
Gelombang Sinar inframerah Sinar gama
A Ultraviolet rays, gamma rays mikro
rays, microwaves,
infrared rays Sinar ultraungu

Sinar ultraungu, sinar gama, B Ultraviolet Infrared rays Microwaves Gamma rays
gelombang mikro, sinar Sinar inframerah Gelombang
inframerah rays mikro Sinar gama

B Microwaves, infrared Sinar ultraungu
rays, ultraviolet rays,
gamma rays C Microwaves Gamma rays Ultraviolet Infrared rays
rays Sinar inframerah
Gelombang mikro, sinar Gelombang Sinar gama
inframerah, sinar ultraungu, mikro Sinar ultraungu
sinar gama
D Infrared rays Gamma rays Microwaves Ultraviolet
C Gamma rays, ultraviolet rays
rays, infrared rays, Sinar inframerah Sinar gama Gelombang
microwaves mikro Sinar ultraungu

Sinar gama, sinar ultraungu,
sinar inframerah, gelombang
mikro

D Infrared rays,
microwaves, gamma rays,
ultraviolet rays

Sinar inframerah, gelombang
mikro, sinar gama, sinar
ultraungu

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 88

Physics  Form 4 Chapter 5 Waves 

Paper 2

Section A / Bahagian A
1. Diagram 1.1 shows a few ways of radio wave propagation.

Rajah 1.1 menunjukkan beberapa kaedah perambatan gelombang radio.
Space satellite
Satelit angkasa

Wave X
Gelombang X

Transmission tower Wave Y Ionosphere
Menara pemancar Gelombang Y Ionosfera

Earth satelite station
Stesen satelite Bumi

Diagram 1.1 / Rajah 1.1 [2 marks / 2 markah]

(a) Name the two electromagnetic waves used in Diagram 1.1.

Namakan dua gelombang elektromagnet yang digunakan dalam Rajah 1.1.

Wave X / Gelombang X:
Wave Y / Gelombang Y:

(b) State two differences between wave X and wave Y.

Nyatakan dua perbezaan gelombang X dan gelombang Y.

[2 marks / 2 markah]

(c) Diagram 1.2 shows the electromagnetic spectrum.

Rajah 1.2 menunjukkan spektrum elektromagnet.

Visible light Gamma rays

Cahaya nampak Sinar gama
Diagram 1.2 / Rajah 1.2

(i) Write the appropriate position of wave X and wave Y in the electromagnetic spectrum in
Diagram 1.2.

Tulis kedudukan gelombang X dan gelombang Y dalam spektrum elektromagnet dalam Rajah 1.2.

[2 marks / 2 markah]
(ii) Compare the velocity of wave X and wave Y in vacuum.

Bandingkan halaju gelombang X dan gelombang Y dalam vakum.

[1 mark / 1 markah]
(iii) State one common characteristic of wave X and wave Y.

Nyatakan satu ciri serupa bagi gelombang X dan gelombang Y.

[1 mark / 1 markah]

89 © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.

 Physics  Form 4 Chapter 5 Waves

2. Diagram 2(a) shows the arrangement of Young’s double-slit experiment. A source of white light is
directed through a red filter to produce a monochromatic light.

Rajah 2(a) menunjukkan susunan eksperimen dwi-celah Young. Satu sumber cahaya putih ditujukan melalui penuras
merah untuk menghasilkan cahaya monokromatik.

Red filter
Penuras merah

Double-slit plate Screen
Plat dwi-celah Skrin

5m

Light source
Sumber cahaya

Diagram 2(a) / Rajah 2(a)

Diagram 2(b) and Diagram 2(c) show two double slits which have been used in the experiment.

Rajah 2(b) dan Rajah 2(c) menunjukkan dua dwi-celah yang digunakan dalam eksperimen ini.

Double slit Double-slit
Dwi celah Dwi-celah
a1 a2

Distance between double-slit Distance between double-slit
Jarak antara dwi-celah Jarak antara dwi-celah
Diagram 2(b) / Rajah 2(b) Diagram 2(c) / Rajah 2(c)

Diagram 2(d) and Diagram 2(e) show the fringe pattern produced in the screen.

Rajah 2(d) dan Rajah 2(e) menunjukkan dua corak pinggir yang terbentuk di skrin.

X1 X2

Fringe pattern Fringe pattern
Corak pinggir Corak pinggir

Diagram 2(e) / Rajah 2(e)
Diagram 2(d) / Rajah 2(d)

(a) What is meant by monochromatic light?

Apakah yang dimaksudkan dengan cahaya monokromatik?

[1 marks / 1 markah]

(b) (i) Based on Diagram 2(b) and Diagram 2(c), compare the distance of split separation, a1 and a2.

Berdasarkan Rajah 2(b) dan Rajah 2(c), bandingkan jarak pemisahan celah, a1 dan a2.

[1 mark / 1 markah]

© Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd. 90

Physics  Form 4 Chapter 5 Waves 

(ii) Based on Diagram 2(d) and Diagram 2(e), compare the distance of two consecutive dark fringes
separation, X1 and X2.

Berdasarkan Rajah 2(d) dan Rajah 2(e), bandingkan jarak pemisahan antara dua pinggir gelap berturutan, X1
dan X2.

[1 mark / 1 markah]
(iii) State the relationship between the distance of slit separation, a, to the distance of two consecutive

dark fringes, x.

Nyatakan hubungan antara jarak pemisahan celah, a, dengan jarak pemisahan antara dua pinggir gelap
berturutan, x.

(iv) State one constant variable in the experiment. [1 mark / 1 markah]

Nyatakan satu pemboleh ubah yang dimalarkan dalam eksperimen ini.

[1 mark / 1 markah]
(c) Name the phenomenon of light that produces the fringe pattern in Diagram 2(d) and Diagram 2(e).

Namakan fenomena cahaya yang menghasilkan corak jalur dalam Rajah 2(d) dan Rajah 2(e).

[1 mark / 1 markah]

(d) Explain how the fringe pattern in Diagram 2(d) and Diagram 2(e) are formed.

Terangkan bagaimana corak pinggir dalam Rajah 2(d) dan Rajah 2(e) terbentuk.

[2 marks / 2 markah]

3. Diagram 3.1 shows a fire truck on its way to extinguish a fire. X
When the siren of the fire truck is switched on, the driver of car X BTanagllubnuainldtiinngggi
can hear the siren clearly.
JaRlaonaradya
Rajah 3.1 menunjukkan sebuah kereta bomba dalam perjalanan untuk
memadamkan satu kebakaran. Apabila kereta bomba membunyikan siren, KeFriereta tbruomckba
pemandu kereta X boleh dengar bunyi siren dengan jelas.

(a) (i) Name the wave phenomenon involved in Diagram 3.1.

Namakan fenomena gelombang yang terlibat pada Rajah 3.1.

Diagram 3.1 / Rajah 3.1

[1 mark / 1 markah] [2 marks / 2 markah]
(ii) Complete the wave pattern in Diagram 3.1.

Lengkapkan bentuk gelombang pada Rajah 3.1.

(iii) Explain how the driver X can hear the siren clearly.

Terangkan mengapa pemandu X dapat mendengar bunyi siren dengan jelas.

(b) Diagram 3.2 shows a fire truck. [3 marks / 3 markah]
It is found that people are often unaware of the presence of fire
Diagram 3.2 / Rajah 3.2
trucks, especially in times of emergency. Suggest the modification © Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd.
that needs to be done through the following aspects:

Rajah 3.2 menunjukkan sebuah kereta bomba.
Didapati bahawa orang ramai selalu tidak peka akan kehadiran bomba

terutama semasa Cadangkan pengubahsuaian yang perlu dibuat melalui
aspek-aspek berikut:

91