1.0 SEJARAH HUKUMGERAKAN NEWTON

Rajah 1: Latar Belakang Penemuan Hukum Newton

Sir Isaac Newton (4 Januari 1642 - 31 Mac 1727)

Rajah 2: Latar Belakang Sir Isaac Newton

2.0 HUKUM GERAKAN NEWTON 2.1 Hukum Gerakan Newton Pertama

Rajah 3: Definisi Hukum Gerakan Newton Pertama

2.1.1 Fenomena Yang Berkaitan Dengan Hukum Newton Pertama

Rajah 4: Contoh Fenomena2.1.2 Kesan Inersia

Rajah 5: Kesan Inersia kepada Penumpang

Apabila sebuah lori yang sedang bergerak dan bermuat dengan barangan berhenti secara tiba-tiba, barangan akan terhumban ke hadapan. Keadaan ini jelas dinampak disebabkan kesan inersia yang mengekalkan gerakan barangan ke hadapan semasa lori berhenti.

Rajah 6: Kesan Inersia kepada Pengangkutan Barangan2.1.3 Cara-cara Mengurangkan Kesan InertiaAdaptasiPenerangan

Pemegang penumpang bas

Pemegang yang terdapat dalam bus mengelakkan penumpang daripada terjatuh.

Tali pinggang keledar

Mengikat pemandu dan penumpang pada kerusi dan mengelakkan mereka daripada terhumban ke hadapan apabila kereta berhenti secara tiba-tiba. tiba-tiba. Dengan penggunaan tali pinggang keledar dapat mengurangkan risiko tercedera pemandu atau penumpang apabila suatu kemalangan berlaku.

Beg Udara Automatik

Berfungsi sebagai kusyen kepada kepala dan badan semasa kemalangan dan ia dapat untuk mengurang risiko tercedera penumpang dan pemandu apabila suatu kemalangan berlaku.

Rajah 7: Adaptasi terhadap Inersia kepada Penumpang

Cara mengurangkan kesan inersiaPenerangan

Struktur kuat di belakang kabin pemandu

Gambar rajah 3.1.5: Lori yang terdapat struktur yang kuat di belakang kabin pemandu.Satu struktur besi yang kuat di antara ruang tempat pemandu dengan beban yang berat seperti balak akan mencegah muatan yang berinersia besar mencederakan pemandu sekiranya berlaku kemalangan atau perlu menghentikan kenderaan secara tiba-tiba.

Sub-bahagian jisim untuk mengurangkan inersianya.

Gambar rajah 3.1.6:Muatan yang disimpan dalam beberapa bahagian.Muatan cecair seharusnya disimpan dalam beberapa bahagian. Setiap jisim yang terbahagi itu mempunyai inersia yang lebih kecil dapat mengurangkan kesan inersia terhadap dinding gerabak berbanding dengan jumlah jisim yang tersimpan dalam satu gerabak besar.

Mengikat barang-barang pada kenderaan

Gambar rajah 3.1.7: Barangan yang diikat pada loriMengikat barang-barang angkutan secara ketat pada lori atau kenderaan akan mencegah barang itu terjatuh dari kenderaan. Ia juga dapat mencegah barang daripada terhumban ke hadapan atau ke belakang apabila lori atau kenderaan pengangkutan mula bergerak atau berhenti secara tiba-tiba.

Rajah 8: Adaptasi terhadap Inersia kepada Pengangkutan Barang2.2.4 Contoh Inersia

Rajah 9: Inersia Kepada Kapal Terbang

2.2 Hukum Gerakan Newton Kedua

Rajah 10: Hukum Gerakan Newton Kedua

Rajah 11: Momentum dan Daya Impuls

2.2.1 MomentumMenurut prinsip Keabdian momentum, jumlah momentum dalam sistem tertutup adalah malar, jika tiada daya luar bertindak ke atas sistem itu.

Rajah 12: Momentum

2.2.2 Contoh Fenomena yang berkaitan dengan Hukum Newton KeduaBahan Api KenderaanLori menggunakan disel untuk berfungsi. Jika ia menggunakan petrol biasa maka ia akan memecut dengan lebih lambat.

Rajah 13: Bahan Api Kenderaan2.2.3 Contoh Eksperimen Berkaitan dengan Momentum:Situasi 1:Terdapat dua lori yang serupa namun satu lori telah dipenuhi dengan barang. Jika kedua-dua pemandu lori menekan pedal minyak secara serentak dengan tekanan yang sama dbekalkan untuk tujuhan enjin. Lori yang kosong akan memecut dengan lebih cepat.

Perlaksanaan Eksperimen:JisimCara Perlaksanaan EksperimenKeputusan

Kecil

Bergerak dengan pecutan yang besar.

Besar

Bergerak dengan pecutan yang kecil.

Daya yang dikenakan kepada troli perlu dimalarkan.

Kesimpulan:Pecutan semua objek bergantung pada jisimnya. Jisim

Rajah 14: Eksperimen Kesan Jisim kepada Pecutan Kenderaan

Situasi 2 :Terdapat satu kereta biasa dan kereta lumba yang mempunyai jisim yang sama sedang berlumba. Kereta lumba mempunyai kapasiti yang lebih besar daripada kereta biasa. Kereta lumba akan bergerak dengan lebih cepat.

Perlaksanaan Eksperimen:Daya Yang DikenakanCara Perlaksanaan EksperimenKeputusan

Kecil

Bergerak dengan pecutan yang besar.

BesarBergerak dengan pecutan yang kecil.

Jisim troli yang diguna perlu dimalarkan.

Kesimpulan:Pecutan sesuatu objek adalah bergantung pada daya yang bertindak ke atasnya. Daya pecutan.

Rajah 15: Eksperimen Kesan Daya kepada Pecutan Kenderaan

Berpandukan persamaan F=ma dapat membuat kesimpulan bahawa:Jenis KenderaanKelajuan

Jisim

BesarRendah

KecilTinggi

Kapasiti enjin

TinggiTinggi

RendahRendah

Jadual 3.2.1: Kesimpulan yang dibuat berpandukan persamaan F=ma.2.2.4 Aplikasi dalam PengangkutanRajah 16: Perekaan Kereta Lumba

iii. Sistem Brek Anti-Kunci: Mengelakkan roda kereta daripada terkunci semasa brek ditekan dan dipegang semasa kecemasan.

v. Sandaran Kepala: mengurangkan kesan terhadap kepala semasa kereta sedang memecut.

vi. Beg Udara: mengelakkan penumpang daripada hentakan secara terus dengan stering dan cermin hadapan kereta.

vii. Jalur Impak Sisi: Kuat dan kukuh untuk melindungi daripada impak dari sisi.

Keselamatan Reka Bentuk Kereta:Daya impuls akan membawa kesan seperti kerosakan kenderaan secara teruk dan mengakibatkan kecederaan parah.viii. Tali pinggang Keledar: mengenakan daya tarikan terhadap penumpang untuk memanjangkan masa tindakan.

i. Bamper: Mudah remuk semasa perlanggaran untuk memajangkan masa tindakan dan mengurangkan daya impuls.ix. Ruang Penumpang: Kuat dan tidak mudah remuk. Mengelakkan penumpang daripada terkena daya dari luar secara terus.

ii. Cermin Keselamatan: Skrin tidak akan pecah bercerai semasa perlanggaran.

iii. x. Zon Belakang Mudah Remuk: mudah remuk ketika perlanggaran untuk memanjangkan masa tindakan dan mengurangkan daya impuls.

iv. Papan Pemuka: Diperbuat daripada bahan yang lembut untuk memanjangkan masa tindakan

Rajah 17: Reka Bentuk Kereta2.2.5 Daya seimbang dan Daya Tak Seimbang

Rajah 1: Daya Tindakan dan Tindak BalasDaya Seimbang Apabila daya-daya yang bertindak pada satu objek adalah seimbang, daya-daya tersebut akan terbatal sesama lain.

Rajah 1: Daya Seimbang Objek dalam keseimbangan daya sama ada pegun atau bergerak dengan halaju malar dalam garis lurus.

Rajah 1: Daya SeimbangDaya Tak Seimbang

Rajah 1: Daya Tak Seimbang

2.2.6 Contoh Daya Seimbang di Darat dan UdaraJenis KenderaanPeneranganPersamaan

Kereta

Tujuhan ke hadapan, T, yang dibekalkan oleh enjin kereta diimbangkan oleh daya geseran pada tayar dan rintangan udara. Berat kereta, W, diimbangkan oleh daya tindak balas, R daripada jalan.

T = G + FrFbersih = T (G Fr) = 0 W = R

Kapal Terbang

Tujahan enjin, T diimbangkan oleh satu leretan, G kesan daripada rintangan undara.Berat kapal terbang, W, diimbangkan oleh daya angkat, L, pada sayap.

T = GW = L

Rajah 1: Contoh Daya Seimbang Kenderaan

2.3 Hukum Gerakan Newton Ketiga Untuk setiap daya tindakan, terdapat satu daya tindak balas yang mempunyai magnitud sama tetapi bertindak balas pada arah yang bertentangan. Daya sentiasa bertindak secara berpasangan. Pasangan daya yang bertindak berpasangan itu disebut tindakan dan tindak balas. Jika benda A mengenakan daya, F pada benda B, pada ketika yang sama benda B juga akan mengenakan daya, F yang bermagnitud sama dalam arah yang bertentangan ke atas benda A.

Rajah 1: Definisi Hukum Gerakan Newton Ketiga

2.3.1 Contoh Daya Tindakan & Tindak Balas:Kereta yang berada dalam keadaan pegun di atas jalan.

Berat kereta itu diseimbangkan oleh daya tindak balas yang dihasilkan oleh jalan ke atas kereta itu.

Rajah 2: Daya Tindakan dan Tindak Balas

Apabila roda berpusing, ke arah belakang, ia akan menghasilkan daya yang sama pada arah yang bertentangan dan menyebabkan ia untuk bergerak ke depan.

Rajah 2: Pegerakkan kereta

2.3.2 Aplikasi-aplikasi dalam Pengangkutan1. Sampan dan Pendayung

Gambar Rajah 3: Operasi Sampan & Pendayung

Rajah 3: Operasi Sampan & Pendayung

2. Roket

Gambar 3: Roket

Rajah 4: Pelancaran Roket

3. Enjin Jet

Gambar 4: Enjin Jet

Rajah 5: Operasi Enjin Jet

Persamaan dan Perbezaan Roket dan Enjin Jet

Rajah 5: Persamaan Enjin Jet dengan Roket

Rajah 5: Perbezaan Enjin Jet dengan Roket