1

Tutorial Topik 4 - Gerakan dalam dua dimensi

1. Rajah di bawah menunjukkan sebatang kayu XY yang sekata mengenakan beban W.Sebahagain X bersandar ke dinding tanpa geseran manakala bahagian Y beradapada permukaan yang kasar. Daya yang dikenakan pada X ialah R dan daya padakedudukan Y ialah F. Batang kayu berada dalam keadaan keseimbangan.

Lukis satu segitiga daya yang dapat mewakili keadaan keseimbangan ini.

2. Satu jasad S dengan jisim 20 kg digantung secara tegak melalui satu benang yangdiikat di Q kepada tali PQR. Jika sistem ini berada dalam keseimbangan, berapakahtegangan dalam bahagia PQ? (g = 9.81 m/s2)

3. Dalam rajah di bawah, Shakir, Wong Thye and Siva menarik satu troli. Shakirmenarik troli ini dengan daya 30 N. Wong Thye menarik troli itu dengan daya 40 N.Apakah daya Siva kenakan pada troli jika troli itu tidak bergerak?

4. Tiga orang mengenakan daya ke atas suatu objek besar. A kenakan satu daya 200 Npada arah 30o ke atas ufukan dan B kenakan satu daya 400 N pada arah 60o ke atasufukan. Cari daya yang patut dikenakan oleh C ke atas objek tersebut supaya objekitu tidak bergerak.

P

R

300Q

S

40 N

Shakir

WongThye

Y

X

2

5. Satu blok dengan berat, W = 100 N berada atas satah yang licin yang bercondongpada sudut 450 kepada ufukan ditarik menaiki condong oleh satu wayar dengan dayaF yang selari dengan satah.. Hitung nilai daya normal dan F apabila blok beradadalam keseimbangan.

6. Satu kotak 100-kg menggelongsor turun atas suatu permukaan bergeseran pada lajumalar 0.2 m/s. Sudut kecondongan ialah 450. Apakah Fgrav, Fnorm dan Fgeser? (ambil g= 9.81 m/s2)

7. Satu jasad dengan jisim 1.5 kg diletakan atas satu satah yang condong 30o denganufukan. Kira daya geseran dan daya tindakbalas normal yang mana satah haruskenakan jika jasad itu kekal dalam keadaan rehat. (ambil g = 9.81 m/s2)

8. Sebiji bola dilontarkan secara mengufuk pada 22.2 m/s dari bumbung sebuahbangunan mencecah tanah pada 36 m dari dasar bangunan.

(i) Berapakah lama bola itu ambil untuk sampai ke tanah?(ii) Berapa tinggikah bangunan ini?

9. Suatu projektil ditembak dengan halaju awal 100 m/s pada sudut 30º atas ufukan.(i) Apakah tinggi maksimum H yang dapat dicapai oleh projektil itu? (2M)(ii) Cari masa yang diambil untuk projektil itu sampai ke tanah semula. (3M)(guna g = 9.8 ms-2)

10. Satu objek dilepaskan dari tanah dengan 100 meters per saat pada sudut 30o

dengan ufukan.(a) Hitung komponen menegak dan mengufuk halaju awal.(b) Selepas 2.0 saat, berapa jauhkah objek itu telah bergerak dalam arah mengufuk?(c) Berapa tinggi objek pada titik itu?(ambil g = 9.8 m/s2)

11. Seorang berdiri 2m dari satu dinding dan meluncurkan sebiji batu yang melepasitangannya dengan halaju mengufuk pada suatu titik 1.6m di atas bumi. Batu itumenghentam dinding tersebut pada titik 1.2 m dari bumi. Kirakan

(a) masa perjalanan batu(b) laju awal batu(c) halaju batu apabila ia mengena dinding(ambil g = 10.0 m/s2)

45o

Fgrav

FnormFgeser

3

12. Seorang ahli bomba yang berada 50 m dari sebuah bangunan yang terbakar,mengarahkan aliran air (stream of water) daripada suatu hos pada sudut 30o di atasufukan. Jika halaju aliran air adalah 40 m/s, pada ketinggian apakah aliran air ituakan menghentam pada bangunan? (ambil g = 9.8 m/s2)

13. Sebiji batu dilontar pada sudut 30o di atas ufukan daripada tepi atas tebing (top edgeof a cliff) dengan laju awal 12 m/s. Satu jam randik (stop watch) yang mengukurmasa trajektori batu dari atas tebing ke bawah tebing menunjukkan 5.6 s. Apakahketinggian tebing/ cliff ini? (ambil g = 9.8 m/s2)

14. Sebuah kotak dengan jisim 0.6 kg diletakkan di atas suatu satah condong yangkasar pada ketinggian 2 m dari tanah seperti yang ditunjukkan pada rajah di bawah.Kotak ini bergerak dengan halaju malar 0.5 ms-1 turun ke bawah satah condong iniapabila dilepaskan. (g = 10.0 ms-2)

(i) Apakah tindakbalas normal antara kotak dan satah condong ini?(ii) Apakah komponen halaju mencancang dan mengufuk apabila kotak ini pada titik A?(iii) Hitungkan masa yang diperlukan untuk kotak ini sampai ke tanah?

A

0.6 kg

B tanah

20o

2 m