Nota Fizik Tingkatan 5 Bab 1: Daya Dan Gerakan II
Koleksi Latihan
| 1 | 2 |
| 3 | 4 |
| 5 | 6 |
RINGKASAN
Ringkasan Mudah Difahami
Bab ini meneroka interaksi daya dan kesannya terhadap keadaan pegun dan gerakan objek. Konsep-konsep ini adalah asas dalam bidang kejuruteraan, seni bina, dan fizik.
1. Daya Paduan
Daya paduan ialah daya tunggal yang mewakili kesan gabungan (jumlah secara vektor) dua atau lebih daya yang bertindak ke atas sesuatu objek. Keadaan gerakan objek ditentukan oleh daya paduan ini:
• Daya Paduan Sifar (F = 0): Objek sama ada kekal dalam keadaan pegun atau bergerak dengan halaju seragam. Ini berlaku apabila daya-daya yang bertindak adalah seimbang. Contohnya, jika dua daya yang sama magnitud bertindak pada arah bertentangan.
• Daya Paduan Bukan Sifar (F ≠ 0): Objek akan mengalami pecutan (perubahan halaju) mengikut arah daya paduan tersebut. Hubungan ini diterangkan oleh Hukum Gerakan Newton Kedua, F = ma, di mana F ialah daya paduan, m ialah jisim, dan a ialah pecutan.
Penentuan daya paduan bergantung pada arah daya-daya yang bertindak:
• Arah Sama: Magnitud dijumlahkan.
• Arah Bertentangan: Magnitud yang lebih kecil ditolak daripada yang lebih besar.
• Saling Berserenjang: Magnitud ditentukan menggunakan Teorem Pythagoras.
• Tidak Berserenjang: Magnitud dan arah ditentukan menggunakan kaedah segi tiga daya atau kaedah segi empat selari daya.
2. Leraian Daya
Leraian daya adalah proses menguraikan satu daya tunggal kepada dua komponen yang saling berserenjang (biasanya komponen mengufuk, Fx, dan komponen menegak, Fy). Ini amat berguna untuk menganalisis daya yang bertindak pada suatu sudut.
• Komponen Mengufuk: Fx = F kos θ
• Komponen Menegak: Fy = F sin θ
Proses ini membolehkan analisis yang lebih mudah, seperti mengira bagaimana daya tarikan pada suatu sudut boleh menggerakkan objek secara mengufuk sambil mengurangkan sebahagian beratnya secara menegak.
3. Keseimbangan Daya
Suatu objek dikatakan berada dalam keseimbangan daya apabila daya-daya yang bertindak ke atasnya menghasilkan daya paduan sifar (F = 0). Ini bermakna objek itu sama ada pegun atau bergerak dengan halaju seragam. Apabila tiga daya berada dalam keseimbangan, ia boleh diwakili oleh sebuah segi tiga daya yang tertutup, di mana setiap sisi mewakili magnitud dan arah salah satu daya.
4. Kekenyalan
Kekenyalan ialah sifat bahan yang membolehkannya kembali kepada bentuk dan saiz asal selepas daya luar yang mengubahnya dialihkan.
• Hukum Hooke: Menyatakan bahawa pemanjangan spring (x) adalah berkadar terus dengan daya (F) yang dikenakan ke atasnya, selagi tidak melebihi had kenyal. Rumusnya ialah F = kx.
• Pemalar Spring (k): Ukuran kekerasan atau ketegaran spring. Ia mewakili daya yang diperlukan untuk menghasilkan seunit pemanjangan. Nilai k boleh ditentukan daripada kecerunan graf daya melawan pemanjangan.
• Faktor Mempengaruhi Pemalar Spring: Nilai k dipengaruhi oleh bahan spring, panjang spring, diameter spring, dan ketebalan dawai spring.
• Tenaga Keupayaan Kenyal (EP): Tenaga yang disimpan dalam spring apabila ia diregangkan atau dimampatkan. Ia dikira sebagai luas di bawah graf F melawan x, dengan rumus EP = ½ Fx atau EP = ½ kx².
GLOSARI
| Istilah | Definisi |
| Daya Paduan | Daya tunggal yang mewakili jumlah secara vektor dua atau lebih daya yang bertindak ke atas sesuatu objek. |
| Gambar Rajah Jasad Bebas | Gambar rajah yang menunjukkan semua daya yang bertindak ke atas objek itu sahaja. |
| Had Kenyal | Had maksimum daya yang boleh dikenakan ke atas suatu bahan anjal sebelum ia tidak dapat kembali kepada bentuk dan saiz asalnya. |
| Hukum Hooke | Menyatakan bahawa pemanjangan suatu spring adalah berkadar terus dengan daya yang bertindak ke atas spring jika tidak melebihi had kenyal spring itu. Rumusnya ialah F = kx. |
| Kekenyalan | Sifat bahan yang membolehkan suatu objek kembali kepada bentuk dan saiz asalnya selepas daya yang bertindak ke atasnya dialihkan. |
| Keseimbangan Daya | Keadaan apabila daya-daya yang bertindak ke atas suatu objek menghasilkan daya paduan sifar, menyebabkan objek itu pegun atau bergerak dengan halaju seragam. |
| Leraian Daya | Proses meleraikan satu daya tunggal kepada komponen-komponen daya (biasanya dua komponen yang saling berserenjang). |
| Pemalar Spring (k) | Suatu pemalar yang mewakili kekerasan spring. Ia adalah nisbah daya kepada pemanjangan spring (k = F/x). |
| Pemanjangan Spring (x) | Penambahan panjang spring apabila daya regangan dikenakan ke atasnya, dihitung dengan x = l – l₀, di mana l ialah panjang diregangkan dan l₀ ialah panjang asal. |
| Segi Tiga Daya | Sebuah gambar rajah vektor di mana tiga daya dalam keseimbangan diwakili oleh tiga sisi sebuah segi tiga yang dilukis secara berturutan. |
| Tenaga Keupayaan Kenyal (EP) | Tenaga yang disimpan dalam suatu objek anjal (seperti spring) apabila ia diregangkan atau dimampatkan. Dihitung menggunakan EP = ½ Fx atau EP = ½ kx². |