Thursday 13 February 2014

FIZIK MADE FUN !

Bab 1 - Pengenalan Fizik

Apa Itu Fizik ?

Perkataan fizik (physics) berasal dari perkataan Greek 'physikos' yang bermakna 'pengetahuan tentang alam semula jadi'.

Tujuan pembelajaran fizik adalah untuk menjelaskan sifat asas alam semesta dengan menggunakan penjelasan yang paling mudah.

Secara umum, fizik membantu kita untuk mencari jawapan kepada persoalan 'mengapa (why)?' dan 'bagaimana (how)?' berhubung dengan misteri-misteri alam semesta.

Soalan 'mengapa?' memerlukan satu alasan atau sebab untuk diberikan. Soalan yang berbunyi 'mengapa air mengalir?' adalah lebih sukar untuk dijawab berbandingdengan soalan 'bagaimana air mengalir?'.

Jawapan kepada soalan 'mengapa?' selalunya bermula dengan perkataan 'kerana (cause)', atau 'disebabkan oleh (due to)'.

Soalan 'bagaimana?' memerlukan penjelasan cara fenomena itu berlaku. Sebagai contoh, 'bagaimana komputer berfungsi?' dan 'bagaimana televisyen menghasilkan imej bergerak?'.

Manusia selalunya tidak sabar-sabar dalam memahami sesebuah fenomena semulajadi. Semenjak awal lagi, manusia mempunyai minat yang mendalam terhadap keajaiban alam sekitar. Keadaan ini menerangkan tentang kepentingan manusia dalam memahami bagaimana suatu perkakas (appliance) itu beroperasi.

Kebanyakan fenomena semula jadi boleh diterangkan dengan menggunakan prinsip-prinsip fizik. Sebagai contoh:

Kita tidak boleh melihat sesuatu objek di sebalik dinding kerana cahaya bergerak dalam garis lurus.

Rumput kelihatan hijau kerana daun rumput menyerap semua spektrum (spectrum) warna kecuali warna hijau. Cahaya hijau dibalikkan, oleh itu rumput kelihatan hijau.

Bidang Kajian Dalam Fizik

1)Pada asalnya,fizik ialah kajian mengenai tenaga,kelakuan dan struktur jirim.

2)Bidang fizik dapat dibahagikan kepada fizik klasik dan fizik moden.

3)Fizik klasik termasuklah bidang daya & gerakan jasad,sifat bendalir,tenaga haba,bunyi,cahaya,elektrik dan keelektromagnetan.

4)Fizik moden pula meliputi kerelatifan,struktur atom,fizik nuklear,jirim asas dan fizik astro.

5)Penyiasatan fizik moden melibatkan kajian dari skala pemerhatian yang sangat besar seperti bintang dan planet di cakerawala hingga ke zarah-zarah seni yang terkandung dalam atom seperti proton dan neutron.

6)Ilmu fizik dibahagikan kepada bidang-bidang kajian yang berlainan.
-Daya dan gerakan------->Menyiasat tindakan daya dan tindakan.
-Haba------->Mempelajari kesan haba ke atas pelbagai jenis jirim.
-Cahaya------->Menerangkan pelbagai fenomena yang berkaitan cahaya.
-Gelombang------->Memahami sifat-sifat pelbagai jenis gelombang dan kegunaannya.
-Eletrik dan Keelektromagnetan------->Menyiasat saling tindakan antara medan eletrik dengan medan magnet.
-Elektronik------->Mempelajari kegunaan alatan elektronik dalam pelbagai bidang.
-Fizik nuklear------->Mempelajari tenaga nuklear dan aplikasinya.

Sumbangan Bidang Fizik Kepada Manusia

Berikut adalah beberapa penemuan utama dalam bidang fizik dan bagaimana ianya memberi manfaat kepada manusia.

1896-1898: Penemuan radioaktif.

Pada tahun 1896, ahli fizik Perancis Antoine Henri Becquerel telah menemui bahawa uranium memancarkan radiasi yang boleh menembusi. Dua tahun kemudian, rakan-rakannya marrie dan Pierre Curie pula menemui dua lagi unsur-unsur radioaktif, yang mereka namakan radium dan polonium. Pelepasan radioaktif, positif (alfa), negatif (beta) dan neutral (gamma) telah berjaya diasingkan daripada radium.

1897: Penemuan elektron.

Penyelidik British Joseph John Thomson menemui kehadiran zarah yang bercas negatif yang dipanggil elektron dalam tiub yang dipindahkan dibawah voltan tinggi. Elektron ini adalah penemuan pertama zarah yang benar-benar boleh dibahagikan.

1901: Gelombang elektromagnet merentasi Lautan Atlantik.

Seorang jurutera elektrik Itali, Guglielmo Marconi dengan gelombang radas 'wireless' menghasilkan radio yang dikesan merentasi Lautan Atlantik. Dalam masa beberapa tahun, radio telah digunakan secara meluas oleh kapal-kapal yang belayar di laut.

1903: Wright bersaudara telah membina dan berjaya menerbangkan kapal terbang berkuasa enjin yang pertama.

1905: Teori relativiti.

Albert Einstein menerbitkan teori khas berkenaan relativiti pada satu postulat bahawa kelajuan cahaya adalah bebas (independent) daripada usul sumbernya dan gerakan pemerhati. Tiada apa jua yang boleh bergerak lebih pantas dari cahaya. Einstein juga menunjukkan bahawa kuantiti fizik bagi masa dan ruang tidak mutlak. Hubungan jisim-tenaga, E = mc² diterbitkan bagi menunjukkan bahawa jirim dan tenaga adalah bersamaan.

1911: Nukleus atom ditemui.

Untuk menerangkan serakan zarah alfa oleh kerajang emas nipis, ahli fizik New Zealand kelahiran British, Ernest Rutherford mencadangkan bahawa binaan atom adalah sama seperti sistem solar. Zarah yang berat dan bercas positif, dikenali sebagai nukleus, adalah pusat (centre) bagi setiap atom. Manakala, zarah yang bercas negatif, dikenali sebagai elektron, membentuk bahagian luarnya, yang kebanyakannya terdiri daripada ruang kosong.

1926-1928: Televisyen telah dibangunkan.

Imej objek bergerak televisyen yang pertama telah dihantar (transmitted) oleh jurutera elektrik British, John Baird.

1930: Jurutera aeronautikal British, Frank Whittle telah membangunkan konsep enjin turbojet.

1937: Radar (Radio Detection and Ranging), sistem elektronik yang digunakan untuk mengesan objek yang berada di luar julat penglihatan dibangunkan dengan meluas dan digunakan oleh sistem pertahanan udara British.

1939: Stesen radio FM (frequency modulation) yang pertama telah dibina dan beroperasi seperti yang dijadualkan oleh kelab radio di Universiti Columbia.

1939: Helikopter komersil yang pertama dibina dan berjaya diterbangkan oleh Igor Sikorsky, seorang jurutera penerbangan Rusia.

1942: Mikroskop elektron pertama yang dicipta oleh jurutera elektrik Jerman Ernst Ruska telah digunakan untuk memeriksa virus.

1947: Ahli fizik Amerika, John Bardeen, William Shockley dan Walter Brattain, telah mencipta transistor, penguat elektronik yang diperbuat dari kepingan kecil bahan semi konduktor. Ianya menjadi pelopor kepada litar bersepadu (integrated circuits) dan cip memori (memory chips) yang ada didalam peralatan elektrik moden hari ini.

1951: Komputer elektronik komersial yang pertama telah diperkenalkan.

1954: Sel solar photovoltaic telah dicipta oleh ahli-ahli sains di 'Bell Telephone Company'. Ianya menggunakan cahaya matahari untuk menjana arus elektrik.

1954-1956: Gentian optik telah dibangunkan.

Gentian optik adalah sangat nipis, mempunyai rod yang fleksibel yang diperbuat daripada kaca khas atau plastik telus (transparent). Gentian optik digunakan dalam sistem komunikasi untuk menghantar alur cahaya termodulat yang boleh membawa lebih banyak maklumat kerana frekuensi gelombang cahaya yang tinggi. Gentian optik juga digunakan dalam bidang perubatan.

1957: Sputnik I, satelit pertama mengorbit ke bumi, telah dilancarkan oleh USSR. Pencapaian besar ini mencetuskan revolusi dalam penerokaan angkasa di dunia barat.

1960: Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) pembedahan yang pertama telah dibina oleh ahli fizik Amerika Theodore Maiman. Pembangunan laser adalah berdasarkan Teori Kuantum dan ianya mempunyai banyak kepentingan aplikasi dalam pembedahan dan perubatan.

1969: Manusia mendarat di bulan. Angkasawan Amerika, Neil Armstrong menjadi manusia pertama yang menjejakkan kaki di bulan.

1989-1991: World-Wide Web (dikenali sebagai 'www') telah dilancarkan.

Jurutera British Tim Berners-Lee dan rakan-rakannya telah mencipta Hypertext Transfer Protocol (http), mod standard komunikasi bagi rangkaian komputer yang memudahkan perkongsian maklumat melalui komputer dengan menggunakan 'internet'.

Kuantiti Skalar

Kuantiti skalar ialah kuantiti fizik yang mempunyai magnitud sahaja.

Contoh Kuantiti Skalar:-Panjang
-Luas
-Jarak
-Kerja
-Suhu
-Masa
-Isi padu
-Laju
-Tenaga
-Ketumpatan

Kuantiti Vektor

Kuantiti vektor ialah kuantiti fizik yang mempunyai kedua-dua magnitud dan arah.

Contoh Kuantiti Vektor: -Sesaran
-Halaju
-Daya
-Pecutan
-Momentum

Pengukuran

Menggunakan Alat yang sesuai untuk mengukur

Adalah amat penting bagi kita memilih alat yang sesuai untuk mengukur sesuatu kuantiti fizik.Contohnya,pelbagai jenis alat yang digunakan untuk mengukur panjang objek-objek yang berlainan.

Antara alat-alat tersebut ialah :>-Tolok skru mikrometer digunakan untuk mengukur diameter sebiji guli.

-Angkup vernier digunakan untuk mengukur lebar sebongkah kayu.

-Pembaris meter digunakan untuk mengukur panjang sebuah buku.

-Pita pengukur digunakan untuk mengukur lebar sehelai kain.

Apabila mengukur sesuatu kuantiti fizik,kita perlu mengambil kira magnitudnya dan kemudian,memilih alat yang sesuai.Magnitud kuantiti tersebut tidak boleh melebihi had maksimum alat tersebut dan alat itu mestilah peka untuk mengesan dan memberi pengukuran yang bermakna bagi kuantiti itu.

Kejituan dan kepersisan dalam pengukuran

Dalam pengukuran,kita perlu sentiasa menitikberatkan kepersisan dan kejituan.Kepersisan ialah kebolehan alat pengukur mengukur sesuatu kuantiti secara konsisten dengan sedikit atau tiada sisihan relatif antara bacaan yang diperolehnya.Kepersisan boleh dipengaruhi oleh ketidakseragaman kuantiti yang diukur(contohnya diameter sekeping duit syiling mungkin berbeza apabila diukur dari arah yang berlainan)atau ralat yang disebabkanoleh prosedur yang tidak betul.Selain itu,apabila kita mengukur suatu kuantiti fizik,kita harus sentiasa mengukurnya seberapa jitu yang mungkin.Kejituan pengukuranialah betapa hampirnya suatu nilai pengukuran kepada nilai sebenar.

Kepekaan dalam Pengukuran

Kepekaan suatu alat ialah kebolehannya untuk mengesan perubahan yang kecil dalam kuantiti yang diukur.Semakin kecil perubahanyang dapat dikesan oleh alat itu,semakin peka alat itu.

Alat pengukur yang berlainan mempunyai aras kepekaan yang berbeza.kita mestilah memilih suatu alat dengan kepekaan yang sesuai untuk mengukur kuantiti tertentu sepadan dengan saiz perubahan yang dijangka dalam kuantiti yang diukur.

Ralat dalam pengukuran

Apabila kita mengukur,ralat mungkin berlaku.Ralat ialah perbezaan antara nilai pengukuran dengan nilai sebenar.Ralat boleh dikategorikan kepada ralat bersistem dan ralat rawak.

Ralat bersistem mungkin berlaku disebabkan oleh kecacatan pada alat.Ralat ini juga mungkin disebabkan oleh ralat sifar alat itu,iaitu penunjuk alat tidak kembali ke senggtan sifar apabila tidak digunakan.Ralat bersistem sukar dikesan kerana semua bacaan kelihatan persis.Ralat-ralat ini selalunya disebabkan oleh masalah yang sentiasa berlaku semasa eksperimen dijalankan.Ralat bersistem akan mengurangkan kejituan sesuatu pengukuran.

Ralat rawak berlaku disebabkan oleh kecuaian pemerhati apabila membuat pengukuran.Kesilapan yang biasa dilakukan ialah kedudukan mata yang salah apabila mengambil bacaan bagi pengukuran.Hal ini akan menyebabkan ralat paralaks.Ralat rawak juga boleh disebabkan oleh perubahan faktor persekitaran secara tiba-tiba seperti suhu dan pergerakan udara.Ralat rawak akan mengurangkan kepersisan suatu pengukuran.

Ralat bersistem yang disebabkan oleh kecacatan pada alat boleh diatasi jika kita memeriksa alat-alat tersebut dengan teliti sebelum menggunakannya.Ralat sifar boleh diatasi dengan membetulkan bacaannya.

Bagi mengelakkan ralat Paralaks,garis penglihatan mesti berserenjang dengan skala bacaan semasa membuat pengukuran.Kaedah paling sesuai untuk mengurangkan ralat rawak ialah dengan mengulangi pengukuran untuk mendapatkan bacaan purata.Kita perlu menyingkirkan sebarang bacaan yang terlalu tinggi atau terlalu rendah sebelum mengira purata bacaan..

LATIHAN

1-Antara kejadian yang berikut,yang menakah bukan fenomena semula jadi?
a)Letusan gunung berapi
b)Hujan
c)Pergerakan kereta

2-Berikut ialah bidang kajian dalam fizik,kecuali
a)Daya dan gerakan
b)Cahaya
c)Struktur sel
d)Gelombang

3-Antara unit yang berikut,yang manakh unit SI?
a)Sentimeter
b)Minit
c)Gram
d)Kelvin

4-Kuantiti skalar ialah kuantiti yang mempunyai
a)Magnitud sahaja
b)Arah sahaja
c)Kedua-dua magnitud dan arah

5-Antara yang berikut,yang manakah kuantiti vektor?
a)Jisim
b)Masa
c)Suhu
d)Sesaran

6-Hipotesis ialah kenyataan yang
a)Mesti benar
b)Mesti palsu
c)Sama ada benar atau palsu

NAK TAHU JAWAPAN ? PERGI SEKOLAH TANYA CIKGU FIZIK MASING-MASING ...=)

Bab 2 - Kuasa dan gerakan

2.1.1 Jarak dan Sesaran

Gerakan Linear

Gerakan linear adalah gerakan dalam 1 dimensi (1-D) atau usul dalam garis lurus.

Youtube Video

Jarak

- Jarak yang dilalui oleh objek adalah jumlah panjang yang dilalui oleh objek itu.
- Jarak satu kuantiti skalar.
- Unit SI bagi sesaran ialah m (meter).

Anjakan
- Sesaran objek dari titik rujukan, O ialah jarak terpendek objek dari titik O dalam arah yang tertentu.
- Sesaran adalah kuantiti vektor.
- Unit SI bagi sesaran ialah m (meter).

Jarak vs Anjakan

Anjakan Jarak pergerakan = 200m

Sesaran = 120 m, ke arah Timur Laut

2.1.2 Kelajuan dan Halaju

Kelajuan

- Kelajuan adalah kadar perubahan jarak. Ia adalah ukuran bagaimana berpuasa perubahan jarak dalam sebuah gerakan.

- Kelajuan adalah kuantiti skalar.

- Unit SI bagi kelajuan m / s (meter sesaat)

Persamaan Kelajuan

Halaju

- Halaju adalah menentukan sebagai kadar perubahan sesaran. Ia adalah ukuran berapa cepat perubahan anjakan objek yang bergerak.

- Halaju adalah kuantiti vektor.

- Unit displacemnet ialah m / s (meter sesaat)

Persamaan Halaju

Youtube Video 1

- Halaju, tanda positif / negatif menunjukkan arah.

- Anda boleh mengambil apa-apa arahan yang positif dan yang bertentangan sebagai negatif.

- Bagi gerakan linear, sering kita gerakan ke kanan sebagai positif dan dengan itu pergerakan ke kiri sebagai negatif.

Yotube Video 2

2.1.3 Pecutan

- Pecutan ialah kadar perubahan halaju. Pecutan adalah kuantiti vektor. Ia adalah ukuran bagaimana berpuasa perubahan halaju.

- Pecutan adalah kuantiti vektor.

- Unit pecutan adalah ms-2.

Persamaan

Nota Tambahan

Satu objek bergerak dengan halaju malar jika magnitud dan arah gerakan yang selalunya tetap.

Satu pengalaman objek perubahan halaju jika

- Magnitud perubahan halaju

- Arah perubahan gerakan.

Satu objek yang mengalami perubahan halaju dikatakan mempunyai pecutan.

Satu objek perjalanan dengan pecutan seragam,, jika perubahan halaju pada kadar yang tetap.

Persamaan Pecutan Seragam

Kebanyakan masalah gerakan boleh diselesaikan dengan persamaan berikut. Oleh itu, pastikan anda menghafal semua daripada mereka.

Bagaimana kita tahu bila untuk menggunakan persamaan?

Terdapat 3 jenis gerakan:

1) gerakan dengan halaju seragam

2) gerakan dengan pecutan seragam

3) gerakan dengan pecutan berubah

4 persamaan digunakan apabila usul itu pecutan seragam.

Gerakan dengan perubahan pecutan tidak dalam sukatan pelajaran SPM Fizik. Ia akan dibincangkan dalam Borang 5 menambah matematik.

NAK TAHU LEBIH LANJUT ? GO THIS WEB TO NOTE >

http://spm-physics-402.blogspot.com/#header

Bab 3 - DAYA DAN TEKANAN

3.1 Tekanan

Takrif tekanan (P) dan unit S.I.nya

Tekanan adalah daya perunit luas permukaan

@ Tekanan = daya

luas

@ P = F

P = Tekanan F = daya A = luas

Unit S.I.nya Nm-2 atau Pa

Tekanan dalam cecair

Cecair akan mengenakan tekanan ke atas suatu jasad yang berada di dalamnya kerana cecair mempunyai berat.

Rumus untuk mengira tekanan di dalam cecair, P ialah

P = ρgh

ρ = ketumpatan cecair

g = graviti

h = kedalaman dari permukaan cecair

Eksperimen untuk mentahkik tekanan, P dalam cecair bergantung kepada kedalaman, h

- Penuhkan air dalam sebuah bekas berlubang yang pada mulanya ditutup seperti rajah di atas.

- Tanggalkan penutup pada ketiga-tiga lubang secara serentak.

- Perhatikan jarak pancutan air.

- Didapati lubang yang terbawah memancutkan air paling jauh.

- Ini menunjukkan semakin dalam cecair, h (lubang terbawah) maka semakin kuat tekanan, P (jarak pancutan terjauh).

Eksperimen untuk mentahkik tekanan, P dalam cecair bergantung kepada ketumpatan cecair, ρ

- Penuhkan minyak dan air dalam dua bekas berlubang seperti mana bekas di atas.

- Tanggalkan penutup pada lubang pada kedua-dua bekas.

- Perhatikan jarak pancutan minyak dan air.

- Didapati jarak pancutan air > jarak pancutan minyak.

- Ini menujukkan tekanan dalam cecair bergantung kepada ketumpatan.

- Jika ketumpatan, ρ bertambah (air) maka tekanan bertambah, P (jarak pancutan bertambah).

3.2 Tekanan Atmosfera

Tekanan Atmosfera

- Tekanan atmosfera adalah disebabkan perlanggaran molekul-molekul dalam atmosfera ke atas suatu jasad tertentu.

- Tekanan atmosfera bertindak pada satu titik adalah kesemua arah dengan magnitud yang sama.

- Tekanan atmosfera bergantung kepada altitude (ketinggian dari paras laut) dimana apabila altitud bertambah tekanan atmosfera berkurangan.

- Ini disebabkan ketumpatan atmosfera berkurangan jika altitud bertambah.

- Pada paras laut tekanan atmosfera lebih kurang 1x 105 Pa atau 76 cm Hg atau 10 m air.

- Kita tidak merasai tekanan atmosfera di paras laut kerana tekanan udara dalam badan kita sama dengan tekanan atmosfera di luar badan kita.

- Seseorang akan mengalami kesesakan nafas jika kita berada pada altitud melebihi 3000 m.

Eksperimen untuk menunjukkan kewujudan tekanan atmosfera

- Penuhkan air dalam sebiji gelas dan tutupkannya dengan kadbod.

- Telangkungkan gelas sambil memegang tapak gelas di udara.

- Didapati air tidak tumpah.

- Ini disebabkan daya yang dihasilkan oleh tekanan atmosfera bertindak ke atas menyokong berat air daripada tumpah.

Aplikasi Tekanan Atmosfera

(i) Penyedut Minuman

- Apabila kita menyedut minuman melalui penyedut, udara dalam penyedut masuk ke paru-paru kita.

- Tekanan atmosfera di luar penyedut menjadi lebih tinggi daripada tekanan udara di dalam penyedut.

- Tekanan atmosfera menolak masuk minuman melalui penyedut ke mulut kita.

(ii) Penyedut Getah

Apabila penyedut getah ditekan pada satu permukaan rata dan licin ,mangkuknya menjadi rata dan udara dalam mangkuk mengalir keluar melalui tepinya menyebabkan ruang separa vakum terhasil.

Tekanan atmosfera yang lebih tinggi di luar mangkuk menekan dan mengekalkan mangkuk pada permukaan licin itu.

Alat MengukurTekanan Atmosfera

Barometer Fortin

Barometer Aneroid

3.3 TEKANAN GAS

Tekanan gas berdasarkan teori kinetik

- Teori kinetik mengatakan molekul-molekul gas sentiasa bergerak secara rawak.

- Oleh itu berlaku perlanggaran sesama molekul dan perlanggaran molekul dengan dinding.

- Perlanggaran sesama molekul adalah perlanggaran kenyal di mana jumlah tenaga kinetik molekul adalah abadi.

- Perlanggaran molekul dengan dinding bekas menghasilkan daya impuls.

- Bila terdapat daya maka terhasillah tekanan sebab P = F

Kesan kepada molekul gas atau gas apabila isipadu bekas dikurangkan

(1) Bilangan molekul,ketumpatan molekul,saiz molekul adalah tetap.

(2) Bilangan molekul perunit isipadu bertambah

(3) Jarak antara molekul berkurangan

(4) Masa perlanggaran molekul dengan dinding berkurangan

(5) Frekuensi perlanggaran molekul dengan dinding bertambah

(6) Ketumpatan gas bertambah

(7) Tekanan gas bertambah

Kesan kepada molekul gas atau gas jika suhu bekas bertambah

(1) Halaju molekul gas bertambah

(2) Tenaga kinetik purata molekul bertambah

(3) Kadar perubahan momemtum bertambah

(4) Tekanan bertambah

Alat untuk menyukat tekanan gas

a) Manometer

Pgas = Patmosfera + h cm

b) Tolok Bordon

Apabila gas memasuki tiub logam melengkung, tekanan gas akan meluruskan tiub tersebut.

Gerakan tiub logam dibesarkan oleh sistem tuas dan akhirnya penunjuk terpesong.

3.4 DAYA TUJAH KE ATAS DAN PRINSIP ARCHIMEDES

Tujah ke atas

Apabila suatu jasad yang direndam separa atau sepenuhnya dalam suatu bendalir didapati berat jasad berkurangan.Ini disebabkan terdapat daya yang bertindak ke arah atas melawan berat ke bawah .

Daya pada ke arah atas ini dinamakan tujah ke atas @ daya apungan @ daya julangan.

Prinsip Archimedes

Tujah ke atas yang dialami oleh suatu jasad yang direndam sepenuhnya atau separa adalah sama dengan berat cecair yang tersesar.

Daya tujah ke atas, F = berat cecair tersesar

= jisim cecair tersesar x pecutan graviti

= ketumpatan cecair x isipadu cecair tersesar x pecutan graviti

= ketumpatan cecair x isipadu jasad tenggelam x pecutan graviti.

F = RV G

dimana

r = ketumpatan cecair

V = Isipadu bahagian jasad tenggelam

g = pecutan graviti

Bagaimana jasad terapung dalam bendalir

Hukum Keapungan

Jika tujah = berat, jasad terapung dan pegun

Jika tujah > berat, jasad bergerak ke atas

Jika tujah < berat, jasad tenggelam dan bergerak ke bawah

Aplikasi Prinsip Archimedes

(1) Kapal laut

Sebuah kapal yang diperbuat daripada logam boleh terapung kerana tujah ke atas = berat kapal .

Kapal mempunyai ruang yang besar menyebabkan isipadu air disesarkan lebih besar.Dengan itu tujah ke atas kapal adalah besar kerana (F = rVg)

Setiap kapal mempunyai garis Plimsoll sebagai garis keselamatan bagi menandakan kedalaman selamat dan menandakan had muatan kapal dalam keadaan tertentu,kerana ketumpatan air laut juga berubah mengikut tempat dan musim.

(2) Kapal selam

Kapal selam dapat terapung atau tenggelam dengan mengubah ketumpatannya. Untuk mengubah ketumpatannya ialah dengan mengisi atau mengeluarkan air dalam tangki balastnya.

Jika air diisi dalam tangki balastnya, maka berat kapal selam > tujah ke atas, maka kapal selam akan bergerak di bawah permukaan laut.

Sebaliknya jika air dikeluarkan daripada tangki balastnya, maka berat kapal selam = tujah ke atas, maka kapal selam akan terapung.

(3) Belon diisi dengan gas hidrogen (helium)

Ketumpatan udara > ketumpatan hidrogen

Tujah ke atas adalah besar kerana ketumpatan udara yang disesar adalah besar (F = rVg)

Tujah ke atas > berat belon + berat hidrogen

Maka, belon akan naik ke atas

(4) Hidrometer

Kegunaanya untuk menentukan ketumpatan suatu cecair.

Bebuli yang besar supaya isipadu cecair yang tersesar adalah besar dan dengan itu tujah ke atas adalah besar(F =rVg)

Butir-butir plumbum diguna untuk mengekalkan hidrometer dalam keadaan tegak semasa terapung dalam cecair

Hidrometer terapung kerana tujah ke atas = berat hidrometer.

Jika ketumpatan cecair bertambah, maka kedalaman hidrometer tenggelam berkurang dan dengan itu skala memberi bacaan yang lebih tinggi.

3.5 TEKANAN DALAM BENDALIR YANG BERGERAK DAN PRINSIP BERNOULLI

Mengapakah laluan bola yang ditendang oleh pemain melencong seperti dalam gambar rajah?

Fenomena di atas akan dihurai oleh Prinsip Bernoulli.

Prinsip Bernoulli

Prinsip Bernoulli menyatakan bagi suatu bendalir (cecair atau gas) yang bergerak, apabila halaju bendalir tinggi, tekanannya berkurangan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi halaju bendalir

(1) Keluasan kawasan pergerakan : Jika luas bertambah, halaju berkurang.

(2) Jarak pergerakan : Jika jarak bertambah, halaju bertambah.

Eksperimen ringkas untuk menunjukkan Prinsip Bernoulli

Pegang sehelai kertas secara mengufuk di bawah bibir.

Hembuskan udara dengan kuat pada permukaan atas kertas.

Didapati kertas bergerak di atas.

Ini disebabkan semasa udara dihembus halaju udara pada permukaan atas kertas lebih tinggi dari permukaan bawah.

Menurut prinsip Bernouli, apabila halaju bendalir tinggi tekanannya berkurangan.

Tekanan udara yang lebih tinggi di bawah menolak kertas tersebut ke atas.

Eksperimen untuk mentahkik Prinsip Bernoulli

Sambungkan suatu hos getah kepada pili air.

Buka pili sehingga air mengalir pada kadar yang mantap.

Sambungkan pili air kepada tiub kaca.

Tandakkan paras air yang naik pada salur tegak 1, 2 dan 3.

Ulangi eksperimen dengan menggunakan Tiub Bernoulli.

Catatkan semua keputusan dalam jadual di bawah.

Jenis Tiub	Tinggi aras dalam tiub tegak 1	Tinggi aras dalam tiub tegak 2	Tinggi aras dalam tiub tegak 3
Tiub Kaca	Tinggi	sederhana	rendah
Tiub Bernoulli	Tinggi	rendah	sederhana

Contoh aplikasi Prinsip Bernouli dalam fenomena seharian

Bola akan bergerak secara melengkung apabila bola itu berputar.

Aplikasi Prinsip Bernoulli dalam beberapa alat

(1) Penunu Bunsen

Apabila gas masuk, halaju gas yang melalui jet gas adalah tinggi.

Menurut Prinsip Bernoulli bila halaju tinggi tekanannya berkurangan.

Tekanan atmosfera yang lebih tinggi di luar akan menolak udara masuk dan bercampur dengan gas untuk menghasilkan nyalaan.

(2) Penyembur racun serangga

Apabila omboh ditolak masuk, udara keluar dengan halaju yang tinggi melalui jet udara.

Menurut Prinsip Bernoulli bila halaju tinggi tekanannya berkurangan.

Tekanan atmosfera yang lebih tinggi di permukaan cecair racun serangga menolak cecair racun serangga tersembur keluar melalui tiub logam.