Nota Sains Tambahan Tingkatan 4 Bab 7: Daya dan Gerakan
NOTA RINGKAS
1. Kuantiti Skalar dan Kuantiti Vektor
• Kuantiti Skalar: Kuantiti fizik yang mempunyai magnitud sahaja. Contoh: jarak, laju, jisim, suhu, masa.
• Kuantiti Vektor: Kuantiti fizik yang mempunyai magnitud dan arah. Contoh: sesaran, halaju, daya, pecutan, momentum.
• Paduan Vektor: Gabungan dua atau lebih vektor menjadi satu vektor tunggal.
◦ Vektor Selari: Daya ditambah jika arah sama.
◦ Vektor Serenjang: Diselesaikan menggunakan Teorem Pythagoras (F = √(F1² + F2²)) dan trigonometri.
• Leraian Vektor: Satu vektor dileraikan kepada dua komponen yang berserenjang (biasanya komponen mengufuk, Fx dan komponen menegak, Fy).
2. Daya
• Definisi: Tarikan atau tolakan yang dikenakan ke atas suatu objek.
• Kesan Daya: Menggerakkan objek pegun, mengubah arah gerakan, menambah kelajuan objek.
• Hubungan Daya, Jisim & Pecutan (F = ma):
◦ Pecutan (a) berkadar langsung dengan daya paduan (F).
◦ Pecutan (a) berkadar songsang dengan jisim (m).
• Keseimbangan Daya:
◦ Berlaku apabila daya paduan yang bertindak ke atas objek adalah sifar.
◦ Objek berada dalam keadaan pegun (halaju = 0) atau bergerak dengan halaju malar (pecutan = 0).
◦ Contoh: Buku di atas meja (berat seimbang dengan tindak balas normal), kapal terbang bergerak dengan halaju malar (daya tujahan seimbang dengan daya seretan).
• Paduan Daya:
◦ Jika daya tidak seimbang, wujud daya paduan yang menghasilkan pecutan.
◦ Arah pergerakan mengikut arah daya paduan.
3. Momentum
• Definisi: Hasil darab jisim (m) dan halaju (v) sesuatu objek.
• Formula: p = mv
• Jenis Kuantiti: Vektor.
• Prinsip Keabadian Momentum: Dalam sistem tertutup (tiada daya luar), jumlah momentum sebelum pelanggaran/letupan adalah sama dengan jumlah momentum selepas pelanggaran/letupan.
◦ Formula Umum: m1u1 + m2u2 = m1v1 + m2v2
• Jenis Interaksi:
◦ Pelanggaran Kenyal: Tenaga kinetik diabadikan; objek terpisah selepas pelanggaran.
◦ Pelanggaran Tidak Kenyal: Tenaga kinetik tidak diabadikan; objek bercantum selepas pelanggaran.
◦ Letupan: Jumlah momentum awal (biasanya sifar) sama dengan jumlah momentum akhir (objek bergerak bertentangan arah).
4. Impuls dan Daya Impuls
• Impuls: Didefinisikan sebagai perubahan momentum.
◦ Formula: Impuls = Perubahan Momentum = mv - mu
◦ Juga Impuls = Ft (hasil darab daya impuls dengan masa hentaman).
• Daya Impuls: Ditakrifkan sebagai kadar perubahan momentum dalam perlanggaran atau letupan.
◦ Formula: F = (mv - mu) / t
• Faktor Mempengaruhi Daya Impuls:
◦ Masa Hentaman (t): Semakin lama masa hentaman, semakin kecil daya impuls.
◦ Perubahan Momentum (mv – mu): Semakin besar perubahan momentum, semakin besar daya impuls.
• Aplikasi:
◦ Mengurangkan Daya Impuls (Memanjangkan masa): Topi keledar, beg udara, tilam tebal, membengkokkan lutut semasa mendarat.
◦ Meningkatkan Daya Impuls (Memendekkan masa): Lesung batu, penukul, pakar karate memecahkan batu.
GLOSARI
| ISTILAH | DEFINISI |
|---|---|
| Daya | Tarikan atau tolakan yang dikenakan ke atas suatu objek. |
| Daya Impuls | Kadar perubahan momentum dalam perlanggaran atau letupan yang berlaku dalam masa yang singkat. |
| Impuls | Perubahan momentum, atau hasil darab daya (F) yang dikenakan pada objek dengan sela masa (t). |
| Jarak | Jumlah panjang lintasan yang dilalui oleh sesuatu objek yang bergerak. Merupakan kuantiti skalar. |
| Keseimbangan Daya | Keadaan apabila daya paduan yang bertindak ke atas suatu objek adalah sifar, menyebabkan objek pegun atau bergerak dengan halaju malar. |
| Kuantiti Skalar | Kuantiti fizik yang mempunyai magnitud sahaja. |
| Kuantiti Vektor | Kuantiti fizik yang mempunyai magnitud dan arah. |
| Laju | Jarak yang dilalui per unit masa atau kadar perubahan jarak. |
| Leraian Vektor | Proses meleraikan satu vektor kepada dua komponen yang berserenjang antara satu sama lain tetapi memberi kesan yang sama seperti vektor asal. |
| Momentum (p) | Hasil darab jisim (m) dan halaju (v) sesuatu objek. |
| Paduan Vektor | Hasil gabungan dua atau lebih vektor menjadi satu vektor tunggal. |
| Pecutan (a) | Kadar perubahan halaju. Merupakan kuantiti vektor. |
| Pelanggaran Kenyal | Pelanggaran di mana jumlah tenaga kinetik diabadikan dan objek-objek bergerak secara berasingan selepas pelanggaran. |
| Pelanggaran Tidak Kenyal | Pelanggaran di mana jumlah tenaga kinetik tidak diabadikan dan objek-objek bercantum dan bergerak bersama selepas pelanggaran. |
| Prinsip Keabadian Momentum | Prinsip yang menyatakan bahawa jumlah momentum sebelum pelanggaran adalah sama dengan jumlah momentum selepas pelanggaran jika tiada daya luar yang bertindak ke atasnya. |
| Sesaran | Jarak yang dilalui oleh suatu objek yang bergerak mengikut suatu lintasan terpendek yang menyambungkan dua lokasi dalam suatu arah tertentu. Merupakan kuantiti vektor. |
| Halaju | Laju dalam arah tertentu atau kadar perubahan sesaran. |
