BAB 3 DAYA DAN TEKANAN

EDITED BY CKG SHAFINAS

Pressure

Solid

Liquid

Gas

Depend on contact area

Depend on the depth

Depend on temperature

Depend on the weight

Depend on density of the liquid

Depend on volume

Bigger weight, higher pressure

Depend on the strength of gravity

Depend on number of particles

Smaller contact area, higher pressure

Immersed more, higher pressure

Higher temperature, higher pressure

P

F A

Higher density, higher pressure P = hg

Smaller volume, higher pressure Many gas particles, higher pressure Higher altitude, lower pressure

EDITED BY CKG SHAFINAS

Principle

Pascal

Archimedes

Enclosed system

Involve of floating object

Involve of liquid flow

Pressure transmitted equally

Involve of immersed object

Involve of gas flow

Involve of piston

In liquid and in gas

High speed area = Low pressure area

Apply in fluid

F F 1  2 A A 1

Bernoulli

Weight of fluid displaces = Buoyant force

2

EDITED BY CKG SHAFINAS

Mengapakah pisau mempunyai sebelah bahagian dengan luas permukaan yang kecil?

Mengapakah traktor biasanya mempunyai empat buah roda???

Mengapakah jarum suntikan mempunyai luas permukaan yang kecil

Cuba kaitkan situasi di atas dengan tekanan…. Apakah hubungan dengan luas permukaan pula??????

APAKAH TEKANAN????

EDITED BY CKG SHAFINAS

3.1 MEMAHAMI TEKANAN HASIL PEMBELAJARAN

Murid boleh :  menyatakan maksud tekanan dan menyatakan P

 

Tekanan

F . A

menghuraikan aplikasi tekanan. menyelesaikan masalah melibatkan tekanan Tekanan ialah DAYA yang bertindak secara normal ke atas seunit LUAS.

FORMULA TEKANAN

EDITED BY CKG SHAFINAS

HUBUNGAN P,F dan A

EDITED BY CKG SHAFINAS

Hubungan antara tekanan dan daya Tekanan, P ∝ daya, F

SEMAKIN KECIL LUAS PERMUKAAN, SEMAKIN BESAR TEKANAN

Hubungan antara tekanan dan luas Tekanan, P 

EDITED BY CKG SHAFINAS

KLON SPM KLON SPM (1) Hitung tekanan maksimum bongkah tersebut ke atas permukaan meja. Jisim bongkah = 5 kg.

Daya = berat bongkah =mg =5 X 10 N P= F / A = 50 / (0.6 m x 0.5 m) = 1667.67 Nm-2

Kertas 2 Bahagian B S9 Rajah (a) menunjukkan kesan tekanan ke atas pasir pantai apabila seseorang lelaki sedang duduk di atasnya. Rajah (b) menunjukkan lelaki yang sama duduk di atas kerusi yang kakinya lebih lebar

Penyelesaian Perhatikan rajah (a) dan rajah (b). bandingkan kedalaman bahagian yang tenggelam, beban dan luas kawasan yang bersentuhan dengan pasir itu. Kemudian hubungkaitkan kedalaman bahagian yang tenggelam dengan tekanan yang dikenakan. Seterusnya membuat kesimpulan tentang hubungan antara tekanan dan luas permukaan.

EDITED BY CKG SHAFINAS

EDITED BY CKG SHAFINAS

EDITED BY CKG SHAFINAS

EDITED BY CKG SHAFINAS

UJI KEFAHAMAN (CONTOH SOALAN SUBJEKTIF KERTAS 2 BAHAGIAN A) 1. Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan dua buah kerusi

(iii)

roda yang berbeza. Jisim kerusi roda dan lelaki pada kedua-dua keadaan adalah sama.

Bandingkan luas permukaan yang bersentuhan dengan tanah.

................................................................................. (iv)

[1 markah] Hubungkaitkan kedalaman yang tenggelam dengan tekanan.

................................................................................. [1markah]

(v)

Namakan prinsip fizik yang terlibat.

................................................................................. [1 markah]

(c)(i) Ramalkan apa yang berlaku kepada tekanan Diagram 5.1 / Rajah 5.1

apabila jisim kerusi roda itu semakin bertambah.

Diagram 5.2 /

Rajah 5.2

(a)

.............................................................................................. [1markah]

Apakah maksud tekanan?

(c)(ii)

.......................................................................................... [1 markah ]

(b)

Berdasarkan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2:

(i)

Jelaskan jawapan anda dalam (c)(i).

................................................................................................. [1markah]

Bandingkan berat kedua-dua kerusi roda.

................................................................................. [1 markah ]

(ii)

Bandingkan kedalaman kerusi roda yang tenggelam.

.................................................................................

EDITED BY CKG SHAFINAS

3.2 MEMAHAMI TEKANAN DALAM CECAIR HASIL PEMBELAJARAN

TEKANAN DALAM CECAIR

Murid boleh:

 menghubungkaitkan kedalaman dengan tekanan dalam cecair.  Menghubungkaitkan ketumpatan dengan tekanan dalam cecair.  menerangkan tekanan dalam cecair dan menyatakan P = ρhg.  menghuraikan aplikasi tekanan dalam cecair.  menyelesaikan masalah melibatkan tekanan dalam cecair. Cecair akan mengenakan tekanan ke atas suatu objek yang berada di dalamnya kerana cecair mempunyai berat.

CIRI-CIRI TEKANAN DALAM CECAIR

1. Tekanan dalam cecair bertindak dalam semua arah. 2. Jika lubang-lubang yang sama ditebuk pada KETINGGIAN YANG SAMA pada sebuah bekas, air memancut KELUAR DENGAN LAJU YANG SAMA dan MENCAPAI JARAK YANG SAMA jauh dari setiap lubang. Hal ini menunjukkan bahawa tekanan bertindak dalam semua arah dengan magnitud yang SAMA.

EDITED BY CKG SHAFINAS

CIRI-CIRI TEKANAN DALAM CECAIR 1. Tekanan dalam sesuatu cecair TIDAK BERGANTUNG PADA BENTUK, SAIZ DAN LUAS PERMUKAAN CECAIR ITU. 2. ARAS AIR DI DALAM BEKAS ADALAH SAMA di dalam setiap tiub. Kesemua tiub MEMPUNYAI TEKANAN YANG SAMA pada kedalaman yang sama.

1. Tekanan dalam cecair MENINGKAT dengan kedalaman cecair. (a) Air memancut keluar dari tiga lubang melalui jarak yang BERBEZA. (b) Air memancut keluar paling jauh dari lubang yang PALING BAWAH pada kadar yang PALING CEPAT (c) Air memancut keluar PALING DEKAT dari lubang yang PALING ATAS pada kadang YANG PALING PERLAHAN. EDITED BY CKG SHAFINAS

CIRI-CIRI TEKANAN DALAM CECAIR

1. TEKANAN dalam cecair meningkat dengan KETUMPATAN CECAIR (a) AIR MEMANCUT KELUAR LEBIH JAUH dan mengalir lebih cepat daripada minyak. Hal ini menunjukkan bahawa TEKANAN AIR LEBIH TINGGI DARIPADA TEKANAN MINYAK. (b) Ketumpatan air adalah LEBIH TINGGI daripada ketumpatan minyak (c)

SEMAKIN TINGGI KETUMPATAN, SEMAKIN TINGGGI TEKANAN.

EDITED BY CKG SHAFINAS

UJI KEFAHAMAN ANDA

EDITED BY CKG SHAFINAS

EDITED BY CKG SHAFINAS

RUMUS UNTUK TEKANAN DALAM CECAIR

EDITED BY CKG SHAFINAS

EDITED BY CKG SHAFINAS

LATIHAN 1. Diagram 2.1 shows a container filled with liquid X. Liquid X spurts through the hole at horizontal distance, d, due to pressure. Rajah 2.1 menunjukkan sebuah bekas berisi cecair X. Cecair X memancut keluar melalui lubang pada jarak mengufuk , d, disebabkan tekanan.

(c) Calculate the pressure of liquid X at the hole. The density of -3 liquid X is 900 kgm . Hitung tekanan cecair X pada lubang itu. Ketumpatan cecair X ialah -3 900 kgm .

[2 markah]

Diagram 2.1 / Rajah 2.1

(d) What happen to the horizontal distance, d, when liquid X is replaced by a higher density of liquid. Apakah yang berlaku kepada jarak mengufuk, d, apabila cecair X digantikan dengan cecair yang lebih tumpat.

(a) What is the meaning of pressure? Apakah maksud tekanan?

.......................................................................................................... .................................................

............................................................................................................ ..................................................

[1 markah]

(b) Give two factors that affect the pressure of liquid. Beri dua faktor yang mempengaruhi tekanan cecair.

............................................................................................................. ............................................................................................................. [2 markah]

EDITED BY CKG SHAFINAS

EDITED BY CKG SHAFINAS

APLIKASI TEKANAN DALAM CECAIR

Empangan menyimpan air pada aras kedalaman yang tinggi. Tembok empangan harus lebih tebal di bahagian bawah bagi menahan tekanan yang lebih tinggi berbanding di bahagian atas.

Tangki air di kawasan perumahan dibina di kawasan yang lebih tinggi bagi menghasilkan tekanan dalam cecair yang tinggi untuk penghantaran bekalan air. Bagi penghantaran bekalan ke bangunan tinggi penggunaan pam diperlukan untuk meningkatkan tekanan dalam cecair.

EDITED BY CKG SHAFINAS

APLIKASI TEKANAN DALAM CECAIR

Kapal selam dibina dengan dinding yang tebal supaya dapat menahan tekanan air laut yang tinggi sewaktu berada di dalam air.

Larutan garam atau ubat disuntik ke dalam aliran darah pesakit dengan menggunakan intra- vena (IV) . Botol intra vena digantung pada ketinggi yang tinggi supaya larutan pada tekanan yang lebih tinggi daripada tekanan darah boleh mengalir ke dalam vena pesakit. EDITED BY CKG SHAFINAS

EDITED BY CKG SHAFINAS

EDITED BY CKG SHAFINAS

3.3 TEKANAN GAS DAN TEKANAN ATMOSFERA HASIL PEMBELAJARAN

Murid boleh:

   

Menerangkan tekanan gas. Menerangkan tekanan atmosfera Menghuraikan aplikasi tekanan atmosfera Menyelesaikan masalah yang melibatkan tekanan atmosfera dan tekanan gas.

TEKANAN ATMOSFERA 1. Tekanan atmosfera ialah tekanan disebabkan oleh BERAT UDARA DALAM ATMOSFERA yang dikenakan ke atas semua objek di permukaan bumi. 2. Tekanan atmosfera di suatu titik bertindak pada semua arah dengan MAGNITUD YANG SAMA.

1. Disebabkan oleh daya tarikan graviti bumi, atmosfera mempunyai ketumpatan udara yang semakin berkurang dengan altitud (ketinggian yang diukur dari aras laut). 2. Semakin tinggi altitud dari aras laut, semakin berkurang berat udara di atmosfera menyebabkan tekanan atmosfera semakin berkurang.

EDITED BY CKG SHAFINAS

NILAI TEKANAN ATMOSFERA

EDITED BY CKG SHAFINAS

EDITED BY CKG SHAFINAS

AKTIVITI –AKTIVITI YANG MENUNJUKKAN KEWUJUDAN TEKANAN ATMOSFERA

Sebuah gelas yang dipenuhi air ditutup dengan sekeping kadbod kemudian ditelangkupkan. Apabila tangan yang memegang kadbod dialihkan didapati bahawa kadbod itu tidak jatuh dan air tidak tertumpah. Ini menunjukkan daya daripada tekanan atmosfera yang bertindak ke atas kadbod dapat menyokong berat air di dalam gelas itu.

Sebuah tin yang berisi sedikit air dipanaskan beberapa ketika. Kemudian, tin tersebut dibasahkan dengan air sejuk. Didapati dinding tin menjadi kemek. Ini berlaku kerana tekanan atmosfera yang lebih tinggi di luar berbanding tekanan udara di dalam tin.

Nyalaan menyebabkan tekanan udara di dalam botol semakin berkurang, maka telur itu akan ditekan masuk ke dalam botol kesan daripada tekanan atmosfera di luar yang lebih tinggi.

EDITED BY CKG SHAFINAS

PERALATAN BAGI MENGUKUR TEKANAN ATMOSFERA  Barometer merkuri ringkas terdiri daripada sebatang tiub kaca tebal dengan panjang kira- kira 100 cm.  Tiub kaca diisi penuh dengan merkuri dan ditelangkupkan ke dalam merkuri di dalam satu bekas.  Pada aras laut, panjang turus merkuri akan menurun sehingga tingginya kira-kira 76 cm dan ruang di atasnya ialah vakum.  Panjang turus merkuri tidak menurun lagi disebabkan wujudnya tekanan atmosfera yang bertindak ke atas permukaan merkuri di dalam bekas. Maka, 1 atm = 76 cm merkuri (Hg)  Jika menggunakan air sebagai cecair, panjang tiub kaca perlu lebih panjang kira-kira 11 m. Ini kerana, tekanan atmosfera mampu mengekalkan panjang turus air di dalam tiub kaca sepanjang 10 m. Maka 1 atm = 10 m air

EDITED BY CKG SHAFINAS

PERALATAN BAGI MENGUKUR TEKANAN ATMOSFERA BAROMETER ANAROID

EDITED BY CKG SHAFINAS

CONTOH SOALAN PENGIRAAN

EDITED BY CKG SHAFINAS

CONTOH SOALAN PENGIRAAN

EDITED BY CKG SHAFINAS

CONTOH SOALAN-SOALAN SPM

EDITED BY CKG SHAFINAS

APLIKASI TEKANAN ATMOSFERA  Apabila kita menyedut minuman melalui penyedut, udara dalam penyedut masuk ke paru-paru kita.  Tekanan atmosfera di luar penyedut menjadi lebih tinggi daripada tekanan udara di dalam penyedut.  Tekanan atmosfera menolak masuk minuman melalui penyedut ke mulut kita.

 Apabila penyedut getah ditekan pada satu permukaan rata dan licin, mangkuknya menjadi rata dan udara dalam mangkuk mengalir keluar melalui tepinya menyebabkan ruang separa vakum terhasil.  Tekanan atmosfera yang lebih tinggi di luar mangkuk menekan dan mengekalkan mangkuk pada permukaan licin itu.

EDITED BY CKG SHAFINAS

APLIKASI TEKANAN ATMOSFERA  Apabila omboh di tarik ke atas, tekanan udara dalam picagari menjadi lebih rendah daripada tekanan atmosfera di luar.  Tekanan atmosfera yang lebih tinggi di luar menolak cecair supaya masuk ke picagari.

 Apabila pembersih vakum dipasang, kipas elektrik akan berputar dan menyedut udara di dalam hos getah melalui satu bukaan.  Tekanan udara dalam hos menjadi rendah.  Tekanan atmosfera yang lebih tinggi akan menolak kotoran ke dalam hos dan terkumpul dalam beg kotoran.

EDITED BY CKG SHAFINAS

TEKANAN GAS TEKANAN GAS

Tekanan gas ialah daya per unit luas yang dikenakan oleh molekul-molekul gas semasa perlanggaran antara molekul-molekul gas dengan dinding bekas.

TEORI KINETIK GAS

 Teori kinetik gas mengatakan molekul-molekul gas sentiasa bergerak secara rawak.  Oleh itu berlaku perlanggaran sesama molekul dan perlanggaran molekul-molekul dengan dinding bekas.  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 yang dikenakan ke atas seunit luas maka tekanan dihasilkan.

EDITED BY CKG SHAFINAS

PERALATAN BAGI MENGUKUR TEKANAN GAS MANOMETER  Manometer terdiri daripada satu tiub berbentuk- U yang mengandungi air atau merkuri. Apabila kedua-dua hujung tiub didedahkan kepada tekanan atmosfera, maka cecair di kedua-dua tiub berada pada paras yang sama.

 Untuk mengukur tekanan suatu bekalan gas, tiub X disambungkan kepada bekalan gas itu.  Paras cecair X ditekan ke bawah oleh tekanan gas yang lebih tinggi dan paras cecair dalam Y akan naik ke atas.  Tekanan gas boleh dihitung daripada beza paras cecair, h.

EDITED BY CKG SHAFINAS

PERALATAN BAGI MENGUKUR TEKANAN GAS TOLOK BOURDON  Tolok Bourdon biasanya digunakan untuk mengukur tekanan gas yang tinggi seperti mengukur tekanan gas di dalam tayar kenderaan, tekanan gas dalam tong gas memasak dan sebagainya.  Tolok Bourdon di makmal sentiasa menunjukkan bacaan tekanan atmosfera iaitu 1X105 Pa. Maka, P gas sebenar = P bacaan tolok Bourdon - Patm

EDITED BY CKG SHAFINAS

CONTOH SOALAN PENGIRAAN

EDITED BY CKG SHAFINAS

LATIHAN

(a)

State the function of manometer.

Rajah 5.1 dan Rajah 5.2 menunjukkan corong tisel yang ditutup dengan kepingan getah dan direndamkan ke dalam silinder penyukat yang mengandungi cecair P yang ketumpatannya adalah 0.8 gcm-3. Sebuah manometer disambungkan kepada corong tisel dengan tiub getah. Kedalaman h1 dan h2 diukur dari permukaan cecair P ke kepingan getah.

Nyatakan kegunaan manometer. ……………………………………………………………………………………………………... [1 markah] (b) Perhatikan Rajah 5.1 dan Rajah 5.2, Bandingkan h1 dan h2 ……………………………………………………………………………………………………

Diagram 5.1 / Rajah 5.1

Diagram 5.2 / Rajah 5.2

[1 markah] (ii) Bandingkan perbezaan ketinggian paras air di dalam manometer. …………………………………………………………………………………………………… [1 markah] (iii) Namakan kuantiti fizik yang mewakili perbezaan ketinggian air dalam manometer. ………………………………………………………………………………………………… [1 markah] (iv) Hubungkait jawapan dalam (b)(i) and (b)(ii) …………………………………………………………………………………………………… [1 markah]

EDITED BY CKG SHAFINAS

EDITED BY CKG SHAFINAS