amali fizik soalan no. 1

Click here to load reader

Post on 12-Oct-2015

206 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

ppg

TRANSCRIPT

RUHAIZAM BINTI AHMAD 741004-02-5490

AMALI FIZIK 1 : DAYA DAN GERAKAN1.0 PENGENALANA. KEKENYALAN Kekenyalan bahan ialah kebolehan sesuatu bahan untuk kembali ke bentuk dan saiz asalnya apabila daya yang dikenakan ke atasnya dialihkan atau dihentikan. Contoh-contoh bahan yang kenyal adalah seperti tali getah, span, dan penutup plastik boleh lentur. Sifat kekenyalan disebabkan oleh kewujudan daya tarikan dan tolakan antara zarah pepejal.

Rajah susunan zarah-zarah dalam pepejal

Dalam keadaan biasa zarah bergetar sekitar kedudukan keseimbangan. Pada kedudukan tersebut, daya tarikan dan daya tolakan (lekitan) antara zarah diseimbangkan.

Apabila dimampatkan zarah-zarah dirapatkan . Daya tolakan bertambah dan melebihi daya tarikan untuk mengembalilkan pepejal kepada bentuk asalnya .Apabila diregangkan , zarah-zarah dijauhkan. Daya tarikan bertambah dan melebihi daya tolakan untuk mengembalikan pepejal ke bentuk asalnya. B. Hukum Hooke

Hukum Hooke menyatakan bahawa pemanjangan sesuatu bahan kenyal berubah atau berkadar secara secara langsung dengan daya regangan yang bertindak terhadapnya jika daya itu tidak melebihi had kekenyalan bahan itu.

Jika pemanjangan spring yang dihasilkan oleh daya regangan , F, ialah x, maka

dengan , k, ialah pemalar spring.Pemalar spring, k, ditakrifkan sebagai daya yang diperlukan untuk menghasilkan seunit pemanjangan. Pemalar spring diukur dalam Newton per meter,( N m-1). Nilai pemalar spring boleh ditentukan dengan menentukan kecerunan graf F melawan x seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2Bahan yang mempunyai pemalar spring yang tinggi adalah lebih keras berbanding dengan bahan yang mempunyai pemalar spring yang rendah. Pemalar spring yang tinggi bermaksud daya yang lebih besar diperlukan untuk meregang atau memampat bahan itu. Rajah 3 menunjukkan graf bagi spring yang berlainan kekerasan.

Rajah 3

Sekiranya sesuatu spring diregangkan melebihi had kenyal , spring tidak akan kembali kepada bentuk dan saiz asalnya selepas daya itu dialihkan, Had kekenyalan (atau had kenyal) sesuatu spring merujuk kepada daya maksimum yang boleh dikenakan ke atas spring itu sebelum spring itu kehilangan sifat kekenyalannya. Apabila had kenyal dicapai, F, tidak lagi sama dengan kx. Graf bagi satu spring yang diregang melebihi had kenyalnya ditunjukkan dalam Rajah 4 di bawah menunjukkan bahagian graf yang melampaui had kekenyalan bukan lagi satu garis yang lurus

Rajah 4

Rajah 5 pula menunjukkan graf daya regangan melawan pemanjangan suatu spring regangan .

Rajah 5Graf menunjukkan :a) Spring mematuhi Hukum Hooke

b) F x atau F = kxDengan k adalah pemalar dan sama dengan kecerunan graf.c) Pemalar k juga dikenali sebagai pemalar spring. Oleh sebab ,unit SI bagi k, ialah Nm-1.d) Kerja yang dilakukan untuk meregangkan sring, W diberi oleh

W = Daya purata x pemanjangan

= Fx

Atau

W= Luas di bawah graf daya lawan pemanjangan

Kesetaraan Hukum Hooke bagi spring mampatan ialah jarak mampatan berubah secara langsung dengan mampatan selagi spring tidak dimampatkan sehingga panjang yang minimum.Kerja yang dilakukan untuk memampatkan spring mampatan,W adalah sama dengan daya mampatan purata lawan dengan jarak mampatan dan boleh juga ditentukan dengan menentukan luas di bawah graf daya mampatan lawan jarak mampatan.Kerja yang dilakukan untuk meregang atau memampatkan spring akan menyebabkan pertambahan tenaga keupayaaan kenyal yang tersimpan dalam spring itu. Tenaga itu boleh digunakan untuk menjalankan kerja lain dan bertukar kepada bentuk tenaga yang lain.

C.Faktor yang mempengaruhi kekenyalani) Panjang spring

Semakin panjang sesuatu spring, semakin kurang ketegarannya atau mempunyai pemalar spring yang lebih kecil. Oleh itu ,pemanjangannya adalah lebih daripada spring pendek.

ii) Diameter spring.

Spring yang berdiameter lebih besar adalah kurang tegar atau mempunyai pemalar spring yang lebih besar, maka pemanjangannya adalah lebih daripada spring berdiameter kecil.

iii) Jenis spring

Spring kuprum kurang tegar berbanding spring keluli. Oleh sebab itu, pemanjangannya lebih daripada spring keluli.iv) Saiz (keluasan rentas spring )

Spring yang dibuat daripada dawai halus adalah kurang tegar berbanding dawai tebal. Oleh sebab itu , pemanjangan spring berdawai halus lebih daripada spring berdawai tebal.

v) Susunan spring

Spring-spring yang bersusunan bersiri menghasilkan pemanjangan lebh daripada yang bersusunan selari.

vi) Kekerasan springSpring yang lebih keras memerlukan daya regangan lebih besar untuk seunit pemanjangan spring itu.Ini bermaksud spring itu mempunyai pemalar spring , k, yang lebih besar.

Rajah 6

Merujuk kepada Rajah 6 untuk pemanjangan sebanyak x1 cm ,spring A dan spring B memerlukan daya FA melebihi FB, spring A adalah lebih keras daripada spring B. Kecerunan graf yang menunjukkan pemalar spring juga menunjukkan pemalar spring bagi spring A adalah lebih besar daripada spring B.LAPORAN FIZIK AMALI 1 : DAYA DAN GERAKAN

Tujuan eksperimen : Untuk menentukan pemalar daya, k, bagi suatu spring.

Langkah eksperimen

1. Ikatkan benang Q pada satu hujung spring supaya hujung bergelung benang Q lebih kurang 3 cm dari hujung spring itu.

2. Ikatkan benang yang satu lagi pada hujung spring yang bebas seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1.

3. Ukur panjang asal, l0, spring itu dan rekodkan nilainya di halaman 6

Rajah 1

4. Apitkan susunan bongkah kayu dan protaktor pada pengapit kaki retort A.5. Laraskan susunan bongkah kayu dan protraktor ini supaya garis sudut 90 C pada protraktor itu tegak.

6. Ikatkan hujung benang Q yang bebas pada paku di susunan bongkah kayu dan protraktor supaya panjang benang di antara paku dengan spring itu lebih kurang 20 cm.7. Ikatkan benang yang satu lagi pad kaki retort B supaya membentuk satu gelung yang boleh digelongsorkan.

8. Sangkutkan jisim berslot sejumlah 200 g pada gelung benang Q.9. Regangkan spring secara mengufuk dengan menganjakkan kaki retort B supaya benang Q membuat sudut bernilai 30 dengan garis tegak seperti ditunjukkan dalam Rajah 2.10. Ukur panjang , l, spring dan hitungkan pemanjangan spring , e = l l011. Ulangi prosedur di atas untuk mendapatkan nilai-nilai l bagi sudut seperti berikut: = 30 , 35 , 40 , 45 , 50 , dan 55

11. Bina satu jadual yang mengandungi perkara berikut :

Sudut , tan , l dan e = l l0

di halaman 4 dan rekodkan semua bacaan anda.

l0 = 10.0 cmSudut

tan

l1/cml2/cmlmin= l1 + l2

2

/ cm

e = l l0

/ cm

30

0.5814.514.514.54.5

35

0.7016.516.716.66.6

40

0.8418.518.618.68.6

45

1.0021.521.521.511.5

50

1.1925.524.525.015.0

55

1.4327.527.127.317.3

Lukiskan satu graf e melawan tan pada kertas graf di halaman 7. Seterusnya tentukan kecerunan graf, n, bagi graf anda.Kecerunan , n = y2 y1 x2 x1

= 11.5 4.5

1.00 0.58

= 16.67 cmGraf e melawan tan

Pemalar daya , k,bagi spring, dalam unit N m-1 , diberi oleh persamaan berikut :k = 196 n

Hitungkan pemalar daya , k, bagi spring itu.

k = 196

n

= 196

16.67

= 11.76 Nm-1Pemalar daya , k = .....11.76.....Nm-1a) Terangkan bagaimana anda menentukan garis sudut 900 pada protaktor berada dalam keadaan tegak.

Bagi menentukan garis sudut 90 pada protektor berada dalam keadaan tegak dengan menggantungkan pemberat pada kedudukan 90 pada protektor dengan menggunakan tali. Gunakan pembaris atau buku, sesiku yang bersudut tegak.

b) Terangkan bagaimana anda menentukan spring itu mengufuk.

Spring itu mengufuk apabila kaki retort B dianjakkan supaya benang Q membuatLAMPIRAN GAMBAR-GAMBAR FIZIK AMALI 1

F x atau F = kx

F

x

1

2

PAGE