notamekanikal
9
Click here to load reader
Transcript of notamekanikal
Hakmilik :[email protected]
Topik 1 – Bahan-bahan kejuruteraan
1. PENGKELASAN BAHAN KEJURUTERAAN
a) Bahan Logam - Logam ferus ialah bahan yang mengandungi
unsur besi eg. Keluli dan besi tuang . Logam bukan ferus ialah logam
yang tidak yang tidak mengandungi besi.
- Besi Tuang - bersifat keras, rapuh, tahan hakisan dan kekuatan
mampatan yang tinggi
-Besi Tempawan – sifatnya
• Lambat berkarat dan mudah untuk dikimpal;
• Sejenis bahan yang kuat tetapi mudah dibengkok sama ada dalam
keadaan sejuk atau panas;
• Boleh menahan hentaman secara mengejut;
• Lembut dan mudah dimesin; dan
• Sesuai untuk membuat andas, rivet, paku, bolt dan sebagainya.
- Keluli - campuran antara besi dengan karbon serta elemen-elemen
aloi yang lain.
• Keluli berkarbon - rendah, sederhana dan tinggi (badan kereta,
panel, dawai, rod, tiub (rendah) , tukul, pahat , aci/engkol, gear,
gandar ( sederhana) , galas bebola, kikir, mata alat mesin pelarik (
Tinggi)
• Keluli aloi - campuran dua atau lebih logam . Nikel, Kromium,
Molibdenum, Tungsten dan Vanadium
2. SIFAT-SIFAT LOGAM
a) Sifat-sifat Fizikal Logam - kebolehan untuk pengaliran elektrik dan
haba, sifat pengilauan yang tinggi (high lustre) dan kepadatan, dan
kebolehan untuk mengubah bentuk asalnya
b) Sifat-sifat Kimia Logam - tindak balas logam zink dengan asid
hidroklorik akan menghasilkan gas hydrogen , Sifat penahanan
pengakisan
c) Sifat-sifat Mekanikal Logam – kekerasan(emampuan logam
menahan daripada ditusuki oleh suatu benda), kerapuhan (sifat yang
mudah retak),kemuluran (boleh ditarik panjang dengan acuan tanpa
pecah dan putus) keteguhan(kebolehan bahan untuk menahan
tekanan dalam tegangan dan tekanan), ketempaan(boleh dibentuk
dengan mudah setelah dikenakan daya mampatan, hentakan dan
gelekan), keanjalan(kembali kepada bentuk asal selepas dikenakan
beban/daya) dan kekuatan.
3. PENGELUARAN BESI DAN KELULI
- Proses Penghasilan Besi Jongkong – bijih besi dari humi , masuk
dalam relau utk pengasingan bahan-bahan lain . bijih besi, batu arang
dan batu kapur – besi jongkong.batu kapur sebagai agen pembersih .
- Penghasilan Besi Tuang – besi jongkong dilebur + skrap besi, kok
dan batu kapur ke dalam relau kupola .Kok dinyalakan , silicon,
tembaga dicampur utk mempertingkatkan mutu besi tuang.
-Relau dedah merupakan cara yang paling biasa digunakan (1650-
suhu)
- Relau elektrik merupakan kaedah yang mudah/moden untuk
menghasilkan keluli kerana ia dapat mengawal suhu dan kandungan
bahan campuran . Ada 3 elektrok.
- Relau Bessemer - berbentuk sebuah tempayan diperbuat daripada
batu-bata dan disalut dengan keluli . boleh mengurang kandungan
karbon yang terdapat di dalamnya serta mengasingkan bahan asing
yang berlebihan.
- Relau Oksigen Bes - menggunakan oksigen tulen dan disalurkan dari
atas. menghasilkan keluli yang bermutu tinggi kerana ia dapat
mengawal kandungan kimia dengan lebih sempurna.
- Bentuk keluli bar rata, bar bulat, bar segi empat sama dan
sebagainya . Proses menghasilkan bentuk keluli - proses menggelek,
proses penarikan dan proses tempaan.
Topik 2- Proses Menanda, Memotong dan Memegang
1. Alat-alat Menanda
a) Penggarit - untuk melukis garisan pada permukaan benda kerja
b) Pembahagi/Jangka Tolok- untuk menanda bahagian-bahagian
dalam benda kerja. Ia juga boleh digunakan untuk melukis bulatan
atau lengkuk pada benda kerja.
(c) Jangkarit – melukis bulatan atau lengkuk saiznya terlalu besar dan
tidak boleh dilukis dengan menggunakan pembahagi.
(d) Angkup Jenny/Angkup Hermophrodite - melukis garisan selari
dengan tepi benda kerja.
(e) Tolok Permukaan - mempunyai gabungan beberapa bahagian
iaitu penggarit, spindel, tapak dan skru pelaras. Kegunaan utama tolok
Hakmilik :[email protected]
permukaan ialah menanda garisan selari pada ketinggian tertentu.
(f) Tolok Tinggi Vernier - menanda jarak yang menegak
(g) Jangka Sudut - untuk menanda sudut
(h) Set Sesiku (Sesiku Bergabung) -
2. Proses Kerja Menanda
- membaca kerja lukisan
Langkah 1 ă Menentukan dan melukis garisan tapak
Langkah 2 ă Menentukan semua pusat lubang dan lengkuk
Langkah 3 ă Lukiskan semua lubang dan lengkuk
Langkah 4 ă Melukis garisan yang condong/bersudut
Langkah 5 ă Lukiskan garisan-garisan lain
Langkah 6 ă Kerja menanda sudah dihasilkan.
3. KERJA MEMOTONG
1 Kikir - Kegunaan utama kikir ialah untuk menipis, memotong dan
melicinkan permukaan benda kerja.
jenis-jenis gigi kikir - Gigi selari ă untuk kerja penyudahan. Gigi
bersilang ă untuk kerja am. Gigi lengkung ă untuk mengikir logam
yang lembut. Gigi parut ă untuk mengikir bahan yang lembut seperti
timah, kayu.
- Jenis-jenis Kikir -
(i) Kikir pipih kasar ă untuk kerja am.
(ii) Kikir pipih halus ă untuk kerja penyudahan.
(iii) Kikir belah rotan ă untuk menyudahkan bahagian-bahagian yang
sudah siap.
(iv) Kikir bulat ă untuk membesarkan lubang bulat atau mengikir
bahagian yang melengkung.
(v) Kikir segi empat sama ă untuk membesarkan lubang yang
berbentuk segi empat sama atau sudut tegak.
(vi) Kikir segi tiga ă untuk mengikir sudut yang tajam.
2 Pahat - digunakan untuk menatal, memotong dan membuang
logam. Jenis-jenis pahat :
Pahat mata rata -Digunakan untuk kerja am . Pahat mata melintang
digunakan untuk membuangkan kepala rivet dan juga digunakan untuk
memotong alur/alur kunci . Pahat mata bulat ă untuk memotong alur
minyak dan membetulkan bahagian penjuru yang berbentuk bulat.
Pahat mata bentuk intan ă memotong penjuru yang tajam dan
membetulkan kedudukan lubang telah teranjak dari pusatnya semasa
menggerudi.
3 Gergaji Besi - untuk memotong logam kepada saiz tertentu dan juga
bahagian-bahagian logam yang merupakan lebihan daripada bahagian
yang ditanda .
4 Membenang - satu proses untuk menghasilkan ulir skru
(a) Membenang dalam -
(i) Tirus ă digunakan semasa permulaan.
(ii) Palam ă digunakan selepas pembenang dalam tirus.
Hakmilik :[email protected]
(iii) Pengalasan ă digunakan pada peringkat akhir dan untuk
membenang dalam lubang bantu.
(b) Membenang luar - digunakan untuk membenang bahan logam
berbentuk rod.
4. CARA-CARA MEMEGANG BENDA KERJA
- Ragum ialah alat untuk memegang benda kerja dengan teguh ketika
kerja dijalankan.
- Ragum tangan digunakan untuk memegang benda kerja yang kecil
yang dipegang dengan tangan.
-Pengapit G dan Pengapit Selari - memegang benda kerja yang kecil.
Topik 3 - Kerja Pemesinan
1 Jenis-jenis Mesin Gerudi
a) Gerudi Mudah Alih - untuk membuat kerja-kerja yang ringan
b) Gerudi Meja- Digunakan untuk kerja am; Dipasang pada meja kerja;
c) Gerudi Tiang - untuk melakukan kerja yang berat; Dipasang pada
lantai dengan menggunakan bolt dan nat;
d) Gerudi Jejari - untuk menggerudi lubang yang berdiameter besar
pada benda kerja yang bersaiz besar
2. Jenis-jenis Gerudi dan Kegunaannya
Gerudi pintal - Untuk kerja menebuk lubang;
Gerudi pusat - menggerudi lubang bantu sebelum kerja menggerudi
dimulakan
Gerudi benam - menggerudi lubang benam untuk kepala skru atau
rivet.
Gerudi lubang senggat - menggerudi lubang senggat rata bagi
menempatkan kepala skru Allen.
3. MESIN PENCANAI
- Jenis-jenis Mesin Pencanai
a) Mesin pencanai meja - digunakan untuk mencanai mata alat mesin
larik, pahat, mata gerudi dan sebagainya.
b) Mesin pencanai kekaki – fungsi sama , dilengkapi dengan kekaki
yang diboltkan di atas lantai.
c) Mesin pencanai permukaan - roda canai berbentuk cakera, meja
bermagnet , mencanai permukaan benda kerja.
d) Mesin pencanai silinder - untuk mencanai benda kerja yang
berbentuk silinder.
Langkah Keselamatan Menggunakan Mesin Pencanai
(a) Memakai gogel
(b) Pastikan roda pencanai itu tidak ada retakan
(c) Gunakan had kelajuan yang sesuai
(d) Pastikan mesin pencanai itu mempunyai pelindung mata, pelapik
dan penahan mata alat
4. GERGAJI KUASA - untuk menggergaji bahan logam yang bersaiz
tebal dan besar.
4. MESIN PELARIK - sejenis mesin menghasilkan benda kerja
dengan mencengkam dan memutar benda kerja .
Jenis-jenis Mesin Pelarik
Mesin pelarik turret , Mesin pelarik Jentera, Mesin pelarik Capstan
Mata Alat Mesin Pelarik
Hakmilik :[email protected]
(a) Sudut sandak tepi ă membentuk bahagian atas mata alat, ia
menentukan sudut yang membenarkan serpihan daripada benda kerja
keluar dengan mudah.
(b) Sudut sandak atas- bahagian atas mata alat - mengawal tekanan
potongan dan yang mungkin dipengaruhi oleh sudut ricih.
(c) Sudut telusan tepi ă permukaan yang membentuk tepi, ia dicanai
dari tepi mata pemotong dan membolehkan mata alat memotong
benda kerja.
(d) Sudut telusan hadapan ă ia dicanai dari depan mata pemotong
dan bercondong ke bawah. Ia juga membolehkan mata alat memotong
benda kerja.
Jenis-jenis operasi mesin pelarik
(i) Melarik penampang - melicinkan permukaan rentas dan melarik
benda kerja mengikut panjang yang dikehendaki.
(ii) Melarik selari - menghasilkan ukuran diameter yang dikehendaki.
(iii) Menggerek Bertujuan untuk membesarkan lubang yang telah
digerudikan
iv) Melarik bahu - Terdapat tiga jenis bahu boleh dimesin dengan
menggunakan mesin pelarik.
v) Melarik lurah Terdapat tiga jenis lurah boleh dimesin dengan
menggunakan mesin larik
(vi) Melarik tirus - Proses melarik tirus ialah menghasilkan bentuk
bersudut pada benda kerja silinder.
vii) Membunga - Membunga ialah satu proses pembentukan corak
bunga intan atau lurus pada sebatang silinder.
(viii) Melarik benang - memotong lurah helikal dengan suatu sudut dan
bentuk yang tertentu pada benda kerja yang berbentuk silinder yang
biasa disebut sebagai ulir skru.
(ix) Memenggal untuk memenggal bahan benda kerja yang berlebihan
atau terlalu panjang.
Topik 4 - Kerja Pemasangan dan Penyambungan
1 Alat Pengikat - alat yang digunakan untuk mencantum dua atau
lebih bahagian logam bagi membolehkan ia berfungsi. Kebanyakan
alat pengikat ini mempunyai ulir skru.eg bolt. Nat, skru, stad.
- Bolt ialah pengikat yang mempunyai benang di bahagian luar
- Nat digunakan bersama dengan bolt – pengetat kpd sambungan.
(i) Nat heksagon ă untuk kerja am;
(ii) Nat pengunci ă ia berupa nat biasa tetapi menggunakan dua nat.
Nat kedua diketatkan pada nat pertama supaya nat pertama tidak
longgar.
(iii) Nat kepak ă digunakan mengetatkan bahagian pada alat tangan.
Contohnya bingkai gergaji tangan.
(iv) Nat castle ă mempunyai ciri-ciri keselamatan untuk sistem
kawalan. Digunakan bersama dengan cemat belah.
(v) Nat kota ă sejenis nat yang digunakan bersama cemat belah
supaya nat yang diikat pada aci tidak longgar dan terkeluar semasa
memutar.
Cemat belah berfungsi sebagai pengunci untuk mengelakkan suatu
bahagian yang berpusing itu terkeluar.
Jenis-jenis skru
Skru Allen - selamat digunakan kerana ia tidak timbul di atas benda
kerja yang diikat . lubang segi enam – guna perengkuh allen.
Stad merupakan bolt yang tidak berkepala dan mempunyai ulir di
kedua-dua hujungnya.
Sesendol adalah berbentuk seperti piring nipis dan berlubang di
bahagian tengah.
(i) Sebagai permukaan galas kepada bolt, nat dan skru;
(ii) Melindung permukaan bahan daripada rosak;
(iii) Mengelakkan bahagian-bahagian yang diikat daripada bergerak;
(iv) Untuk mengagihkan beban pada kawasan yang diketat.
Hakmilik :[email protected]
• Sesendol rata ă digunakan di bawah kepala bolt/nat untuk
mengagihkan beban ketika mengikat.
• Sesendol belah ă meletakkan tegangan kepada nat selepas diikat
dan mengelakkan ia daripada longgar.
• Sesendol bintang luar ă untuk mengunci dan mendapatkan
tegangan.
• Sesendol bintang dalam ă menggunakan gigi dalam untuk
mengunci dan mendapatkan tegangan.
Merivet ialah satu cara untuk mencantum kepingan keluli/logam. Rivet
biasanya diperbuat daripada keluli lembut, loyang atau aluminium.
Jenis-jenis rivet
2. KERJA PENYAMBUNGAN
a) Kimpalan Gas - menggunakan haba hasil daripada pembakaran
campuran gas asetilena dan oksigen. Gas oksigen yang digunakan
untuk kimpalan adalah 99.5% tulen. Tujuan gas oksigen adalah untuk
menyokong pembakaran. Gas Asetilena ialah campuran antara
karbon dan hydrogen , menghasilkan api yang paling panas.
Alat-alat utama yang digunakan untuk kimpalan gas ialah:
(i) Silinder gas oksigen (hitam) dan asetilena(merah tua);
(ii) Alator gas oksigen dan asetilena;
(iii) Hos gas oksigen dan asetilena;
(iv) Badan sumpitan api; dan
(v) Muncung sumpitan.
b) Kimpalan Arka - satu proses penyambungan logam yang
menggunakan haba. Haba terhasil daripada arus elektrik dialir melalui
elektrod ke logam asas.
Alat-alat yang digunakan untuk mengimpal termasuk:
• Mesin mengimpal arka;
• Kabel elektrod dan bumi;
• Pengapit bumi; dan
• Alat pembersih logam seperti berus dawai dan tukul serpih.
Topik 5 - Proses Kemasan Logam
1. TUJUAN PROSES KEMASAN
(a) Perlindungan – elak karat
(b) Penampilan - tarikan kepada pelanggan untuk membelinya
(c) Identifikasi- Produk itu mempunyai ciri-ciri tersendiri dan menonjol
(d) Pengurangan Kos- tidak menggunakan bahan yang mahal untuk
menghasilkan sesuatu produk.
2. KAEDAH KEMASAN LOGAM
Kaedah mekanikal -menggunakan peralatan kuasa/mesin untuk
melakukan proses kemasan logam contohnya, mesin pencanai dan
sebagainya.
- Mencanai adalah satu proses yang melibatkan pemotongan lapisan
atas permukaan logam
- penggilapan biasanya menggunakan kertas pelelas
- Alat yang digunakan untuk kerja membaldu ialah pengelap kapas
yang dipasang pada sebuah mesin pencanai. permukaan kerja yang
licin dan kilat
- Memberus juga seperti mencanai dan menggilap. menggunakan
bahan pelelas. Berus dawai (wire brushing) boleh menghasilkan
permukaan penyudahan yang licin.
Kaedah Penyalutan Logam
(a) Pencelupan logam - mencelupkan kepingan keluli yang nipis
dalam zink yang cair.
(b) Elektro penyaduran - mengendapkan logam penyalutan pada
logam yang disalut dengan arus elektrik.
(c) Penyemburan logam - Dawai keluli dan serbuk dipanaskan
sehingga suhu cair dan kemudian disembur ke atas permukaan logam
Hakmilik :[email protected]
untuk menghasilkan satu lapisan salutan logam dengan menggunakan
tekanan udara yang tinggi.
Proses Melulas dan Mengikis
- pelulas akan digunakan untuk menghasilkan suatu lubang yang
jitu/tepat dan mempunyai penyudahan yang tinggi. dilakukan dengan
tangan atau mesin.
- Mengikis merupakan satu cara membuang tompok-tompok logam
yang lebih tinggi daripada aras permukaan benda kerja atau
ketidakseragaman permukaan – guna pengikis.
Kaedah Menyadur Anod - proses elektrokimia di mana saput oksida
aluminium ditebalkan dengan arus elektrik melalui elektrolit asid
sebagai anod. Warna boleh dimasukkan untuk permukaan yang
dianodkan.
- Menggilap Lilin Kaedah ini menggunakan perekat lilin disapu pada
permukaan logam yang telah dipanaskan sedikit. Logam itu kemudian
digilap dengan kain yang lembut apabila ia sejuk.
- Memanaskan Logam itu akan dipanaskan sehingga munculnya
warna pembajaan. Ia kemudian dibenam dalam air yang sejuk.
Permukaan yang dikemas boleh disapu dengan lilin atau lakuer.
Terdapat beberapa langkah keselamatan yang harus dipatuhi semasa
melakukan kerja kemasan logam.
(a) Periksa permukaan logam yang akan dikemas, bebas daripada
permukaan tepi yang tajam;
(b) Basuh tangan anda selepas menggunakan bahan kemasan logam
yang mengandungi bahan kimia;
(c) Gunakan tempat yang mempunyai pengalihan udara yang baik
untuk melakukan kerja kemasan;
(d) Memakai gogel semasa melakukan kerja kemasan;
(e) Semasa melakukan kemasan yang melibatkan penggunaan bahan
kimia, gunakan topeng; dan
(f) Gunakan topeng penapis jika menggunakan bahan penyemburan.
Topik 6 - Pengenalan kepada Mekanik
- Mekanik adalah satu cabang dalam sains fizik yang berkaitan
dengan keadaan/kedudukan yang diam atau gerakan suatu jasad
berasaskan kepada tindakan daripada daya.
- Mekanik jasad tegar dibahagikan kepada dua bidang iaitu statik
(statics) dan dinamik (dynamics). Statik adalah berkaitan dengan
keseimbangan jasad iaitu sama ada jasad itu dalam kedudukan yang
diam atau gerakan dengan halaju yang malar. Manakala dinamik
adalah berkaitan dengan pecutan gerakan jasad.
- Mekanik jasad ubah bentuk memberi tumpuan kepada mekanik
bahan kejuruteraan dan teori keanjalan bahan. Ia juga mengkaji
tentang teori keplastikan dan keanjalan.
- Mekanik bendalir adalah berkaitan dengan gerakan bendalir dan
daya yang ada padanya.
Konsep Asas dalam Mekanik
- Panjang diperlukan untuk menetap/mengesan kedudukan suatu titik
dalam ruang dengan menggambarkan saiznya dalam sistem
fizikalnya.
- Masa boleh dibayang/digambar sebagai suatu urutan peristiwa.
- Jisim adalah ciri-ciri suatu jirim di mana kita boleh membandingkan
tindakan antara satu jasad dengan yang lain. Ciri-ciri ini menunjukkan
ia adalah penarikan graviti antara dua jasad.
- daya dianggap sebagai „tolak‰ atau „tarik‰, dipengaruhi oleh suatu
jasad kepada yang lain.
- Zarah mempunyai jisim tetapi saiznya boleh diabaikan. Contohnya,
saiz bumi adalah tidak penting untuk dibandingkan kepada saiz
orbitnya. Dengan ini, bumi boleh dijadikan sebagai zarah untuk
mengkaji gerakan orbitnya.
- asad tegar boleh dianggap sebagai gabungan sebilangan besar
zarah di mana semua zarah dikekalkan dengan jarak tertentu sebelum
atau selepas dikenakan beban.
- Daya terpumpun mewakili kesan bebanan yang dikenakan kepada
suatu titik jasad.
UNIT UKURAN DALAM BIDANG MEKANIK
KONSEP ASAS KERJA, TENAGA DAN KUASA
- Kerja (W) bermaksud melakukan suatu aktiviti yang memerlukan
daya dan gerakan. Gerakan itu adalah mengikut arah daya.
Contohnya, suatu daya dengan 20N menolak sebuah objek dengan
jarak lima meter. Ini bermakna daya itu telah melakukan kerja
sebanyak 100 joules. Joule (J) kerja yang dilakukan dengan daya 1N
pada jarak 1m dalam arah daya.
Jika kerja dilakukan pada permukaan yang rata daya yang malar (F)
pada sudut 45
- Tenaga ialah kebolehan suatu badan untuk melakukan kerja. Suatu
badan boleh mengandungi tenaga kinetik (kinetic energy) dan tenaga
upaya (potential energy). Tenaga kinetik (KE) ialah tenaga pada jasad
yang mempunyai gerakan manakala tenaga upaya (PE) ialah tenaga
pada jasad kerana kedudukannya atau kedudukan tingginya.
Contoh 1: Jika sebuah bola mempunyai jisim 0.5kg bergerak dengan
halaju 2m/s. Kirakan
KE untuk bola itu.
KE = 1/2mv2
= 1/2(0.5)(2 m/s)2
= 1J
PE boleh ditafsirkan seperti berikut:
PE = mgh
m ialah jisim, g ialah pecutan graviti (9.81ms-2 di bumi) dan h ialah
tinggi.
Contoh 2: Jika seorang budak memegang sebiji bola dengan berat
0.5kg pada tinggi 2m. Kirakan PE untuk bola itu jika ia jatuh ke lantai.
PE = mgh
= 0.5 x 2m x 9.8ms-2
= 9.8J
Kuasa ialah kadar di mana kerja telah dilakukan. Persamaan untuk
kuasa adalah seperti berikut:
Kuasa = Kerja / Masa
Unit piawai untuk kuasa ialah Watt (W) iaitu 1 joule per saat.
Jika kerja yang dilakukan 250 joules dalam masa 5 saat. Berapakah
kuasa diperlukan?
Hakmilik :[email protected]
Kuasa = Kerja / Masa
= 250 / 5
= 50W
KECEKAPAN MESIN
- Mesin adalah peralatan yang menggunakan daya pada satu titik
dengan arah daya yang tertentu.
MA = W(beban)/P(kuasa/usaha)
Jarak digerakkan oleh usaha (W)
Jarak digerakan oleh beban (P)
Contoh 1 Sebuah pam menaikkan 1,000 liter air dengan tinggi
menegak 10m setiap minit. Kirakan kuasa yang digunakan untuk
menjalankan pam ini jika kecekapan pam ialah 70%.
1,000 liter air mempunyai jisim/berat 1,000 kg
Daya yang diperlu untuk menaikkan 1 liter air ialah 9.81 N
Daya yang diperlu untuk menaikkan 1,000 liter air ialah 9.81 x 1,000 =
9810 N.
Kerja dilaku dalam seminit = Daya x Jarak
= 9,810 N x 10 m
= 98,100 N m/min
Kerja dilakukan dalan sesaat = 98,100 / 60 = 1,635 N m/s
Output kuasa pam = 1,635 N m/s = 1,635 J/s = 1,635 W
Kecekapan mesin = Output / Input
70% = (1,635 W / Input) X 100%
Input = (1,635 W / 70) X 100 . Kuasa yang digunakan menjalankan
pam = 2,340 W atau 2.34 kW.
Topik 7- Daya, Vektor dan Skalar
1. daya adalah satu tindakan untuk menarik atau menolak suatu objek.
Daya memberi tenaga kepada suatu objek untuk bergerak, berhenti
dan berubah arah. diukur dengan nilai N (Newton)
- jirim yang ada pada suatu objek. Jisim diukur dengan nilai kilogram.
Jisim menunjukkan kuantiti.
- Berat (weight) adalah adalah daya disebabkan graviti bertindak ke
atas objek itu.
- Konsep daya :
(a) Garis Tindakan (Lines of Action) - Garisan yang lurus akan segaris
dengan vektor disebut sebagai daya segaris.
(b) Sistem Daya (System of Forces) - sesatah (co-planar) atau dua
dimensi jika garis tindakan terletak di atas suatu satah.
(c) Daya Dalaman dan Luaran
- daya digunakan oleh objek yang lain ( luaran )
- daya dari bahagian lain dalam objek yang sama (dalaman)
(d) Daya Jasad dan Permukaan - Daya yang ada pada objek ialah
daya jasad jika ia bertindak ke atas isi padu objek. Daya permukaan
bertindak ke atas sesuatu permukaan. Biasanya, daya graviti ialah
daya jasad, manakala daya permukaan ialah daya yang digunakan
pada objek semasa ia bersentuh dengan objek yang lain.
(e) Perwakilan dalam Daya -
2. Jenis-jenis Daya
(a) Daya Tegangan - daya digunakan menyebabkan panjang objek itu
bertambah.
(b) Daya Mampatan - Daya yang digunakan untuk memendekkan
suatu objek.
(c) Daya Ricih - Jika daya yang digunakan itu akan menyebabkan
salah satu lapisan bahan menggelengser satu lapisan yang lain.
3 Peleraian Daya - suatu daya yang bertindak dalam satu titik, boleh
digantikan dengan dua daya yang bertindak pada titik yang sama jika
paduan kedua-dua daya adalah sama dengan daya yang asal.
Contoh 1 - Suatu daya mempunyai 250N bertindak pada 60 darjah
secara mengufuk pada sebuah meja mesin. Cari komponen mengufuk
dan menegak daya itu.
Komponen mengufuk = 250N X Kos 60 = 250 X 0.500 = 125N
Komponen menegak = 250N X Sin 60 = 250 X 0.866 = 216N
4 Paduan Daya - daya tunggal yang boleh menghasilkan kesan yang
sama dengan satu sistem daya.
Hukum segi empat selari - suatu paduan daya yang mempunyai empat
daya yang bertindak dari beberapa arah. Daya F1, F2, F3 dan F4
akan dicampurkan untuk membentuk paduan daya R.
Hakmilik :[email protected]
FX = FX1 + FX2 = 120 Kos 450 + 60 Kos 300 = 120 X 0.707 + 60 X
0.866 = 84.8 + 52 = 136.8N
5. VEKTOR DAN SKALAR
- Skalar ialah kuantiti boleh dicirikan dengan angka positif atau
negatif. Jisim, masa, suhu, isi padu dan panjang adalah kuantiti skalar
yang sentiasa digunakan dalam bidang static.
- Vektor ialah kuantiti yang mempunyai magnitud dan arah.
Penambahan Vektor
Penolakan Vektor
Topik 8 - Hukum Newton dan Rajah Bebas Badan
1. Hukum Newton adalah tiga hukum fizikal yang mempunyai kaitan
secara langsung dengan daya yang bertindak pada suatu jasad ke
atas gerakan jasad berkenaan.
- Hukum Newton Pertama - hukum Inersia - Suatu objek dalam
kedudukan tidak bergerak, ia akan kekal dalam keadaan ini dan suatu
objek yang bergerak ia akan kekal dalam keadaan yang bergerak
dengan kelajuan dan arah yang sama kecuali dalam keadaan
digerakkan oleh daya yang tidak seimbang.
- Konsep inersia - suatu objek yang bergerak akan berhenti kerana
ada geseran.
- Hukum Newton Kedua - Pecutan suatu objek yang dihasilkan oleh
daya bersih adalah setimpal kepada magnitud daya bersih, dalam
arah yang sama dengan daya bersih, dan setimpal secara songsang
kepada jisim objek.
a = Fnet / m
di mana a ialah pecutan, Fnet ialah daya bersih dan m ialah jisim.
Persaman di atas boleh disusun semula seperti berikut:
Fnet = ma
Jika anda ingin menggerakkan sebiji bola yang beratnya (jisim) ialah
2kg pada kadar kelajuan 4 m/s2. Berapakah daya yang diperlukan?
Fnet = ma
F = 2kg X 4m/s2 = 8N
- Hukum Newton Ketiga - Untuk setiap tindakan, ia mempunyai tindak
balas yang sama rata dan bertentangan.contoh pergerakan roket :
KESEIMBANGAN DAYA DAN STATIK
- daya di sebelah kiri dan kanan adalah sama, begitu juga dengan
daya di sebelah atas dan bawah juga adalah sama.
- Kesimbangan statik - objek berada dalam kedudukan diam dan
seimbang atau mempunyai halaju yang malar.
Contoh pengiraan:
Tentukan tegangan kabel AC dan BC.
Lukis Rajah Bebas Beban
Kirakan daya yang ada pada paksi X.
+→ Fx = 0
BC Kos 300 + (-AC Kos450) = 0
BC X 0.866 ă AC X 0.707 = 0
BC (.866) = AC (0.707)
BC = AC(0.707)
0.866
BC = AC (0.816)
RAJAH BEBAS BADAN
- bertujuan untuk membantu menyelesaikan masalah yang berkaitan
dengan keseimbangan daya, momen dan geseran.
(a) Fg = daya graviti (gravity force)
(b) Fa = daya kenaan (applied force)
(c) Ff = daya disebabkan oleh geseran (force due to friction)
Hakmilik :[email protected]
(d) FT = daya tegangan (tension force)
(e) FN = daya normal (normal force)
(f) Fnet = daya bersih (net force)
Prosedur Melukis FBD
(a) Kenal pasti objek yang anda mahu kecilkan dan lakarkan bentuk
luaran objek itu atau boleh diwakili dengan sebuah segi empat
tepat/sama.
(b) Lukiskan satu titik tengah pada objek. Kita beranggapan titik ini
adalah tempat untuk semua daya bertindak ke atas objek itu.
(c) Kenal pasti setiap daya yang bertindak ke atas objek itu dengan
magnitud/saiz dan arahnya. Abjad boleh digunakan untuk mewakili
magnitud dan arah yang tidak diketahui.
(d) Gunakan kaedah melukis vektor untuk menunjukkan setiap daya,
bermula dari titik tengah.
• Hukum Newton pertama telah merumuskan bahawa suatu objek
tidak akan bergerak sehingga ada daya bersih bertindak ke atasnya.
Suatu objek tidak akan mengubah halaju sehingga ada daya bersih
bertindak ke atasnya.
• Hukum Newton kedua merumuskan ada hubungan antara daya
dengan pecutan yang mempunyai persamaan iaitu „daya adalah
bersamaan dengan jisim darab dengan pecutan.‰
• Hukum Newton ketiga merumuskan kewujudan daya adalah
disebabkan ada situasi yang simetri iaitu wujudnya dua objek yang
berlainan. Daya yang digunakan ke atas objek 1 adalah disebabkan
oleh tindakan objek 2. Begitu juga, daya yang digunakan oleh objek 2
juga disebabkan oleh tindakan objek 1 tadi.
• Keseimbangan daya berlaku apabila terdapat daya yang bertindak
ke atas objek adalah sifar.
• Rajah Bebas Badan (Free Body Diagram) adalah lakaran yang
menunjukkan suatu objek adalah „bebas‰ daripada sekeliling dengan
semua daya yang bertindak ke atasnya.
Topik 9 - Momen dan Geseran
1. MOMEN - daya lenturan sebatang rasuk.
- istilah torque biasanya merujuk kepada daya putaran seperti
memutarkan pemutar skru.
Daya momen = Daya X Jarak bersudut tepat fulcrum daripada daya (P
X d) . Unit untuk daya momen adalah Newton meter (Nm).
- Prinsip Momen - jumlah daya momen untuk arah ikut jam adalah
sama dengan daya momen untuk arah lawan jam.
Arah jam (M↷): (30 X 20) + (100 X 40) = 4,600Nm
Arah lawan jam (M↶): (50 X 40) + (100 X 20) + (60 X 10) = 4,600Nm
Contoh
Rajah di bawah menunjukkan sebatang galang dengan beban 10kN,
20kN dan 30kN seperti ditunjukkan. Kirakan reaksi pada RL dan RR.
Jumlah momen = ( 10kN X 6) + ( 20kN X 14) + ( 30kN X 20) = 940kN
Momen untuk RR = 940 ÷ 24 = 39.17
∴ Momen untuk RL = 60 ă 39.17 = 20.83kN.
Geseran adalah kesan daya yang bertindak ke atas suatu jasad yang
bergerak bertentangan arah.
Jenis-jenis Geseran:
(a) Geseran bendalir - permukaan yang bersentuh dipisahkan dengan
selapis bendalir seperti gas atau cecair.
(b) Geseran kering - permukaan yang bersentuh tanpa bahan
bendalir.
Ciri-ciri geseran statik:
(i) Daya geseran bertindak secara bertangen kepada permukaan
yang bersentuh dalam arah yang menentang kepada gerakan nisbi
untuk satu permukaan kepada yang lain;
(ii) Daya geseran statik F yang maksimum boleh dikembangkan
dengan tidak bersandar kepada kawasan yang bersentuh jika tekanan
normal tidak terlalu rendah;
(iii) Daya geseran statik biasanya lebih besar daripada daya geseran
kinetik untuk dua permukaan yang bersentuh. Walau bagaimanapun,
jika salah satu jasad bergerak dengan halaju yang rendah kepada
permukaan yang lain, FK akan hampir sama dengan FS, iaitu µs≈µK ;
(iv) Semasa pelandasan (slipping) hampir berlaku pada permukaan
yang bersentuh, daya geseran statik adalah setimpal kepada daya
normal iaitu; FS = µs N.
(v) Semasa pelandasan (slipping) sedang berlaku pada permukaan
yang bersentuh, daya geseran kinetik adalah setimpal kepada daya
normal iaitu; FK = µk N.
- Pekali Geseran (µ)- suatu nilai skalar tanpa dimensi yang
menerangkan nisbah geseran daya antara dua jasad dengan daya
yang menekan mereka bersama.
Hukum Geseran dan Pengiraan Geseran
Hukum geseran adalah berasaskan kepada perkara-perkara berikut:
(a) Geseran adalah bersandar kepada: (i) Ciri-ciri bahan yang
bersentuh; dan (ii) Reaksi normal antara dua permukaan.
(b) Geseran adalah tidak bersandar kepada: (i) Luas kawasan yang
bersentuh; dan (ii) Halaju geseran gelangsar yang berlaku.
Pengiraan untuk Geseran :
Rajah di bawah menunjukkan daya P bertindak ke suatu jasad yang
mempunyai berat 100kg di atas sebuah permukaan yang rata. Nilai
pekali geseran ialah 0.3 untuk permukaan yang bersentuh. Pecutan
graviti ialah 9/81 m/s2. Kirakan daya P.
Selesaikan daya pada arah paksi y.
+ ↑ΣFy = 0
R + (-W) = 0
R – W = 0
R = W
= mg
= 100 X 9.81
R = 981 N
Selesaikan daya pada arah paksi x.
+ →ΣFx = 0
P + (-F) = 0
P - µR = 0
P - 0.3 X 981 = 0
P -294.3 = 0
P = 294.3N
∴ Maka, daya P adalah 294.3N
Sekian… Ini saja sumbangan saya kali ini . Dalam kesibukan sempat
juga menyiapkan nota atas permintaan rakan2…Selamat Berjaya.
