Upload
phungtram
View
374
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
Bab 1
Pengenalan Kepada Fizik
FIZIKTINGKATAN 4
Cikgu Desikan
Disunting oleh
SMK Changkat Beruas, Perak
Cikgu Khairul AnuarDengan kolaborasi bersama
SMK Seri Mahkota, Kuantan
FIZ
IK T
ING
KA
TA
N 4
2016
1. Memahami Fizik
2. Memahami kuantiti asas dan kuantiti terbitan
3. Memahami kuantiti skalar dan kuantiti vektor
4. Memahami pengukuran
5. Menganalisis penyiasatan saintifik
2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
P1 3 3 3 2 3 3 4 1
P2
A - - - 1 - 1 - -
B - - - - - - - -
C - - - - - - - -
P3A - 1 1 1 - - 1 -
B - - - - - - - -
Analisis Soalan-soalan Tahun Lepas
Objektif Pembelajaran :
Pelajar-pelajar yang dikasihi,
Dengan hari yang baru, datang kekuatan dan
pemikiran baru.
Pengenalan Kepada Fizik
Bab 1
Peta Konsep
Gagal merancang? Anda sedang merancang untuk gagal.
Pengenalan Kepada Fizik
Kuantiti Fizik Ukuran Penyiasatan
Saintifik
Field of
Physics
Kuantiti Asas PenghampiranKuantiti
Terbitan
Unit Asas Unit Terbitan
Imbuhan Bentuk
Piawai
Penukaran Unit
Ralat
Kejituan
Kepekaan Kepersisan
Pengenalan Kepada Fizik
Bab 1
Pelajar-pelajar yang dikasihi,
Konsep
Fizik
Alat Pengukur
1.1 Memahami Fizik
Apakah Fizik?
Bidang-bidang
kajian Fizik
1._________________
Menyiasat tindakan daya
dan gerakan
2. _________________
Kajian pengaruh haba ke
atas pelbagai jenis
bahan 3. ________________
Menerangkan pelbagai
fenomena yang disebabkan
cahaya
4. _________________
Memahami sifat-sifat
pelbagai jenis gelombang
dan kegunaannya...
6. ___________
Kajian penggunaan
peranti elektronik
dalam pelbagai
bidang
5. _______________
Mengkaji interaksi
medan elektrik & magnet
7. ______________
Kajian struktur nuklear
dan aplikasinya
4
Kuantiti Terbitan
(simbol)Ungkapan menggunakan kuantiti asas Unit Terbitan
Luas , A
Isipadu , V
1.2 Memahami kuantiti asas dan kuantiti terbitan
Kuantiti fizikal adalah ciri-ciri fizikal
yang boleh diukur.
Semua kuantiti fizikal boleh
dibahagikan kepada dua kumpulan:
1. ____________________________
2. ____________________________
Kuantiti asas adalah kuantiti yang tidak boleh
diungkapkan dengan kuantiti asas lain.
Kuantiti Asas Simbol Unit S.I. Simbol
Unit S.I.
Panjang
Jisim
Masa
Arus
Suhu
Kuantiti yang diperolehi dengan
menggabungkan kuantiti asas melalui
pendaraban, pembahagian atau kedua-
dua operasi ini. Unitnya diterbitkan dari
kombinasi unit asas melalui operasi yang
sama
1
2
5
6
Kuantiti Terbitan
(simbol)Ungkapan menggunakan kuantiti asas Unit Terbitan
Ketumpatan , ρ
Halaju , v
Pecutan, a
Momentum , p
Daya , F
Tekanan , P
Berat , W
Bentuk Piawai
Tuliskan kuantiti berikut dalam bentuk
piawai:
Nilai-nilai ukuran yang sama ada yang
sangat besar yang sangat kecil ditulis dalam
Bentuk Piawai supaya lebih kemas, ringkas
dan mudah untuk dibaca.
A x 10n ,
1 < A < 10 and n = integer
Imbuhan NilaiBentuk
PiawaiSimbol
Tera1,000,000,00
0,000
Giga1,000,000,00
0
Mega 1,000,000
Kilo 1,000
Hekto 100
Deka 10
Desi 0.1
Senti 0.01
Mili 0.001
Mikro 0.000 001
Nano0.000 000
001
Piko0.000 000
000 001
Imbuhan digunakan untuk memudahkan
ungkapan nilai numerik kuantiti fizik yang
sangat besar atau sangat kecil.
7
a. Jejari bumi = 6 370 000 m
b. Jisim elektron
= 0.000 000 000 000 000 911 kg
c. Saiz zarah a = 0.000 03 m
d. Diameter atom = 0.000 000 072 m
e. Panjang gelombang cahaya
= 0.000 000 55 m
Imbuhan
Menukar setiap ukuran berikut dalam meter, m
(a) 2.98 Tm
(b) 298 km
(c) 2.98 μm
(d) 2.98 x 10-1 Gm
(e) 2.98 x 10-3 Mm
(f) 29.8 x 107 nm
(g) 298 x 104 μm
8
Penukaran Unit
Latihan 3.1
9
Tukar
a. 4 m2 dalam unit cm2
b. 30 cm2 dalam unit m2
c. 2.5 m2 to unit of mm2
d. 500 mm2 dalam unit m2
e. 200 m3 dalam unit mm3
f. 11.5 cm3 dalam unit m3
g. 72 km h-1 dalam unit ms-1
h. 5 g cm-3 dalam unit kg m-3
1.3 Kuantiti Skalar dan Kuantiti Vektor
Jarak , s Sesaran , s
Jumlah suatu laluan Jarak terpendek antara dua titik yang diukur
mengikut suatu arah ___ _________
Kuantiti ______________ Kuantiti ________________
Laju Halaju, v
Kadar perubahan jarak Kadar perubahan sesaran
Laju = Halaju =
Kuantiti _____________ Kuantiti _________________
10
Kuantiti Skalar Kuantiti Vektor
Contoh
Kepersisan ialah kebolehan
suatu alat memberi bacaan
yang konsisten pada setiap
kali ukuran dibuat.
Kejituan suatu ukuran ialah
sejauh mana sesuatu nilai
pengukuran sama atau
menghampiri nilai sebenar
atau nilai piawai.
Kepekaan ialah kebolehan
suatu alat bergerak balas
dengan cepat terhadap
kuantiti yang diukur dan
seterusnya menunjukkan
perubahan bacaan yang besar
terhadap perubahan kuantiti
yang kecil.
Kepersisan Kejituan Kepekaan
Penembak Kepersisan Kejituan
A
B
C
D
Rajah menunjukkan keputusan untuk empat orang penembak
A, B, C dan D dalam suatu kejohanan menembak. Setiap
penembak menembak lima kali.
(Guna Tinggi / Rendah)
11
1.4 Pengukuran
RALAT
Sebarang kuantiti fizik yang diukur mempunyai _________________ atau ralat dalam nilai
yang diperolehi menyebabkan nilai yang diukur berbeza daripada nilai sebenar.
Ralat bersistem Ralat rawak
Disebabkan :
i. keadaan instrumen pengukur
ii. keadaan persekitaran
Disebabkan :
i. faktor persekitaran seperti suhu dan
angin
ii. kecuaian pemerhati
Contoh
i. _________________
ii. penentukuran alat pengukur yang tidak
tepat
Contoh
i. ralat paralaks
ii. kesilapan dalam kiraan
iii. perubahan persekitaran secara
mengejut
Kaedah pembetulan
i. penentukuran yang betul
ii. pelarasan instrumen yang kerap
Kaedah pembetulan
i. mengambil beberapa bacaan dan
mengira nilai purata.
Ralat paralaks adalah ralat kesilapan bacaan yang dibuat akibat kedudukan mata pemerhati tidak
tepat dengan skala yang dibaca.
1. kedudukan mata mesti selaras / serenjang / 90o dengan skala bacaan yang perlu diambil.
2. Apabila mengambil bacaan ammeter, kita perlu memastikan bahawa kedudukan mata adalah
bersudut tepat dengan jarum penunjuk, supaya pantulan penunjuk di cermin tepat berada di
belakang penunjuk. Dengan kata lain, pantulan penunjuk pada cermin itu tidak dapat dilihat oleh
pemerhati itu, maka ia adalah bebas daripada ralat paralaks.
Bagaimana mengelakkan ralat paralaks?
12
Ralat Paralaks
Alat Pengukuran
Kuantiti Fizik Alat Pengukuran
Panjang
Arus Elektrik
Jisim
Suhu
Masa
Beza Keupayaan
Imej jarum penunjuk boleh dilihat Imej jarum penunjuk di
belakang jarum penunjuk
13Ralat Paralaks
A
B
C
1 2 3
Accurate reading = 2.6 cm
Reading = 2.7 cm
Reading = 2.6 cm
Reading = 2.5 cm
B
A
C
Reading = 15.0 ml
Reading = 15.1 ml
Reading = 14.9 ml
15
16
14
Bilah
pengukur
dalam
mengukur
kedalaman
Rahang Dalam
mengukur diameter dalam
objekSkala
Vernier
(in)
Pengunci
kunci
kedudukan
skala
vernier
Skala
Vernier
(cm)
Skala Utama
(cm)
Skala Utama
(in)
Rahang
Luar
mengukur
diameter
luar/
ketebalan
objek
ANGKUP VERNIER
Pengukuran
Bacaan skala utama :
Bacaan skala vernier :
Bacaan angkup vernier : 14
Tiada Ralat Sifar
15
10
0 5 10
Ralat Sifar Negatif Ralat Sifar Positif
Senggatan keenam pada Skala Vernier
segaris dengan senggatan pada Skala Utama
Ralat Sifar Positif
=
10
0 5 10
Skala Utama
Skala Vernier
Senggatan keenam pada Skala Vernier
segaris dengan senggatan pada Skala Utama
Ralat Sifar Negatif
=
Skala Utama
Skala Vernier
Skala Utama
Skala Vernier
cm
0
0
5 10
1
16
1. Tuliskan bacaan ditunjukkan oleh angkup vernier dalam rajah berikut:
0 1
0 105
b)0 1
0 105
a)
Cuba Ini !!!
0 1
0 105
d)0 1
0 105
c)
Bacaan Skala Utama
=
Bacaan Skala Vernier
=
Diameter bearing bola
=
17
TOLOK SKRU MIKROMETER
Objek yang hendak diukur
diletakkan di antara
rahangnya (spindal)
Bidal diputar
sehingga rahangnya
menyentuh objek.
Tombol ini
menghalang objek
diketat berlebihan
dengan
menghasilkan bunyi
klik apabila
mikrometer sedia
untuk dibaca.
Skala Utama
Skala
VernierGaris
rujukan
melintang
ANDAS
MUKA
UKURAN SPINDAL PENGUNCI LARAS BIDAL
PENGANJAK
HALUS/
RACHET
BINGKAI
00
5
40
45
0
05
40
10
45
Tiada Ralat Sifat
18
Bacaan Sebenar =
Garis
rujukan
melintang
Tanda 0
0
05
10
45
Garis
rujukan
melintang
Senggatan
ke-2 di
atas 0
Garis
rujukan
melintang
Senggatan
ke-3 di
bawah 0
Untuk memansuhkan ralat sifar ***
Ralat Sifar Positif = Ralat Sifar Negatif =
1. Tuliskan bacaan ditunjukkan oleh tolok vernier dalam rajah berikut:
0 105
2 3c)
0 105
3 4a)
0 105
1 2d)
0 105
6 7b)
Latihan 3.4
2. Tuliskan bacaan ditunjukkan oleh tolok skru mikrometer dalam rajah berikut:
a) b)
19
0
20
15
25 0 5
15
20
20
3. Rajah (a) menunjukkan bacaan tolok vernier apabila rahang ditutup rapat.
Rajah (b) menunjukkan skala angkup vernier sama apabila 50 keping kadbod diletakkan
antara rahangnya. Tentukan ketebalan sekeping kadbod.
0 1
0 105
5 6
0 105
(a) (b)
20 30
21
Pembaris Meter
A V
Ammeter Voltmeter Jam Randik
Digital
Termometer
Merkuri
BulbTurus merkuri
Kepekaan dan Ketepatan Alat Pengukur
Alat Pengukur Kepekaan Ketepatan
Pembaris Meter
Tolok Vernier
Tolok Skru Mikrometer
Ammeter (0 – 5 A)
Miliammeter (0 – 50 mA)
Termometer (-10 ºC – 110 ºC)
Jam Randik Mekanikal
Jam Randik Digital
22
Miliammeter
Jam Randik
Mekanikal
1.5 Penyiasatan Saintifik
______________________________
Kuantiti yang nilainya kita memilih untuk
menukar atau pembolehubah utama yang
menyebabkan pemboleh ubah sekunder lain
berubah.
________________________________
Kuantiti yang nilainya bergantung kepada
pembolehubah dimanipulasi atau
pembolehubah sekunder yang berubah
sebagai tindak balas kepada perubahan
dalam pembolehubah dimanipulasi.
________________________________
Kuantiti yang mana nilainya dimalarkan
sepanjang eksperimen.
2
1
23
Mengenal pasti masalah / soalan /
situasi
Mengenal pasti pemboleh ubah
yang terlibat
Membentuk Hipotesis
Merekod dan Mempersembahkan data
Reka bentuk dan Menjalankan
eksperimen
Menganalisis dan Mentafsir data
Membuat Kesimpulan
Menulis Laporan
Masalah dikenal pasti dan dinyatakan dengan
bertanya soalan. Masalah biasanya timbul
daripada pemerhatian. Soalan yang ditanya
mesti yang boleh diselesaikan melalui uji kaji.
Mengenal pasti pemboleh ubah yang
terlibat
Pembolehubah Bertindak balas
Pembolehubah dimanipulasi
Pembolehubah Dimalarkan
Mengenal pasti masalah / soalan / situasi
Satu kenyataan umum tentang hubungan
antara pemboleh ubah yang dimanipulasi
dan pembolehubah bergerak balas.
Hipotesis hendaklah ditulis sebagai:
Semakin besar ........., semakin besar
...........
atau
Semakin besar ............, semakin kecil
...........
3 4
24
Tujuan
Kenyataan menunjukkan penyiasatan
pembolehubah yang terlibat. Tujuan
eksperimen hendaklah ditulis sebagai:
Untuk menyiasat hubungan antara ...........
dan ..................
Radas
Senarai radas dan bahan yang digunakan
supaya sekurang-kurangnya satu set data
untuk pemboleh ubah dimanipulasi dan
pemboleh ubah bergerak balas boleh
ditentukan.
Menyatakan susunan radas yang boleh
berfungsi dengan melukis gambar rajah
yang dilabel.
Prosedur
Menyatakan kaedah mengawal
pembolehubah dimanipulasi.
Menyatakan kaedah mengukur
pembolehubah bergerakbalas
Ulangi eksperimen sekurang-kurangnya
empat kali.
Apabila data yang disusun dalam jadual,
ia adalah lebih mudah untuk menganalisis
daripada yang dicatatkan secara rawak.
5
6
7
8
25
Plotkan graf (Pemboleh ubah bergerak
balas) terhadap (pembolehubah
dimanipulasi)
Bagaimana untuk menganalisis data?
i. Menentukan hubungan antara dua
pembolehubah.
ii. Menentukan kecerunan graf
Berdasarkan analisis dan tafsiran data,
membuat kesimpulan yang rasional
Laporan mesti ditulis selepas siasatan
saintifik selesai.
Laporan itu mesti terdiri daripada
matlamat, pernyataan masalah,
hipotesis, pemboleh ubah - pemboleh
ubah, radas dan bahan, prosedur,
keputusan, perbincangan dan
kesimpulan.
x
y
0x
y
0
F
a
a ∝ F
m
a
1
m
a
0 0 0
a ∝ 1
ma ∝1
m
Hubungan antara pemboleh ubah
26
2. Antara graf berikut yang manakah graf
yang terbaik?
Persamaan graf di atas adalah
A) P = 10Q + 5 B) P = 2Q + 10
C) P = – 2Q + 10 D) P = 5Q – 10
1. Antara graf daya mampatan berikut, graf
mana menunjukkan mampatan spring, x
adalah berkadar terus dengan daya yang
dikenakan, F?
3.A. B.
F
x
F
x
F
x
F
x
27
C. D.
A. B.
x x
F F
C. D.
x x
F F
Q
P
5
10
Ulangkaji
28
4. Jadual menunjukkan bacaan panjang rod yang direkodkan oleh dua orang pelajar, X dan Y
Bacaan Pelajar X/cm Bacaan Pelajar Y/cm
2.42 2.43
2.38 2.41
2.40 2.38
2.36 2.34
a) Apakah alat pengukur yang digunakan oleh kedua-dua pelajar?
b) Mengapa empat bacaan telah diambil untuk setiap pengukuran?
c) Apakah nilai purata bacaan yang dibuat oleh
i) pelajar X ?
ii) pelajar Y ?
d) Yang set bacaan yang mana lebih jitu? Mengapa?
e) Selain daripada alat pengukur dalam (a), apakah alat pengukur lain yang boleh
digunakan walaupun kurang tepat?
Beban
W/N
Masa untuk 10
ayunan, t/s
Tempoh
ayunan, T/sT2/s2 W/T2 N s-2
1.0 6.7
2.0 9.5
3.0 11.6
4.0 13.4
Jadual di atas menunjukkan data eksperimen yang diperolehi oleh seorang pelajar
menggunakan sistem ayunan spring berbeban.
a) Namakan pembolehubah yang dimanipulasi.
b) Namakan pembolehubah yang bergerak balas
c) Lengkapkan jadual di atas dengan nilai yang sepadan
d) Nyatakan unit bagi kuantiti terbitan W/T2.
e) Plot graf T2 melawan W.
f) Tafsirkan bentuk graf yang telah dilukis.
g) Kirakan kecerunan graf anda.
h) Tulis hubungan antara beban dan tempoh ayunan.
5.
29
10
0.2
30