Tuesday 10 April 2012

Fizik Ting. 4 Bab 3 : DAYA & TEKANAN (3.5)


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.

Monday 9 April 2012

Fizik Ting. 4 Bab 3 : DAYA & TEKANAN (3.4)


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.


Fizik Ting. 4 Bab 3 : DAYA & TEKANAN (3.3)


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
                                                                                  A

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.