Bab 2 Soalan (Tingkatan 4) Soalan Objektif
1.
Apabila satu daya mengufuk 6 N dikenakan pada satu blok kayu 3 kg, didapati bahawa blok itu bergerak dengan halaju seragam. Jika daya itu ditambahkan menjadi 18 N, berapakah pecutan baru blok itu? A 2ms B 3ms C 4ms D 5ms E 6ms -2
-2
-2
-2
-2
2.
Rajah 1
Rajah 1 menunjukkan satu daya 60 N sedang menarik satu beban 2 kg melalui satu takal licin. Hitungkan pecutan gerakan beban itu. A 5ms B 15 m s C 20 m s D 25 m s E 30 m s -2
-2
-2
-2
-2
3.
Sebutir peluru berjisim 20 g ditembakkan daripada sepucuk senapang berjisim 1 kg. Jika peluru peluru itu meninggalkan meninggalkan senapang senapang itu dengan halaju 400 400 m s , hitungkan halaju tindak balas senapang. A 0ms B 3ms C 8ms D 10 m s E 11 m s -1
-1
-1
-1
-1
-1
4.
Rajah 2
Rajah 2 menunjukkan satu beban 300 N digantung oleh seutas tali yang diikat pada siling. siling. Seutas tali yang lain diikat pada beban itu dan ditarik dengan daya F secara mengufuk sehingga tali yang pertama membuat 30° dengan garis mencancang. Magnitud daya F ialah
5.
A
150 N
B C D E
173 N 196 N 201 N 252 N
Apabila payung yang basah diputarkan dan kemudiannya diberhentikan dengan serta-merta, didapati bahawa titik-titik air meninggalkan payung itu. Kejadian ini adalah disebabkan oleh A
B C
momentum
inersia jisim
6. Dalam eksperimen neraca inersia, frekuensi getaran neraca itu adalah bergantung bergantung kepada A
B C 7.
jisim beban
amplitud getaran daya graviti
Daya 3 N dan 4 N yang bertindak secara berserenjang berserenj ang pada satu titik akan menghasilkan daya paduan A
3N
B C D E
4N 5N 6N 7N
8. Satu jasad 5 kg bergerak dengan halaju 4 m s . Magnitud momentum jasad itu ialah A 5gms B 20 kg m s C 50 kg m s D 75 kg m s E 100 kg m s -1
-1
-1
-1
-1
-1
9. Antara perkara berikut yang manakah boleh ditentukan daripada graf halajumasa? A
B C 10.
Halaju
Daya memecut Tenaga kinetik
Daya boleh A
mengubahkan kandungan nukleus dalam atom
B C
mengubahkan arah gerakan mengubahkan warna objek
Soalan Struktur
1.
(a)
Satu jasad bergerak ke arah barat dengan halaju 4 m s selama 3 s dan bertukar ke arah selatan selatan dengan halaju 3 m s selama 2 s. Hitungkan (i) jumlah jarak jarak yang dilalui oleh oleh jasad -1
-1
(ii) sesaran jasad
(iii) halaju purata jasad (b) Sebuah kereta yang sedang bergerak dengan halaju 30 m s diberhentikan secara seragam dalam tempoh masa 15 s. Tunjukkan bagaimanakah pecutan kereta itu boleh dihitungka dihitungkan. n. -1
2.
Rajah 3
Rajah 3 menunjukkan satu gambar foto stroboskop bagi gerakan satu jasad yang dirakamkan pada frekuensi 20 Hz.
(a)
Nyatakan bilangan gambar yang boleh dirakamkan dalam tempoh 1.5 s.
(b)
Hitungkan tempoh masa bagi satu gambar.
(c)
Huraikan jenis gerakan yang ditunjukkan oleh gambar foto stroboskop. ..................................................................................................................... .....................................................................................................................
3.
(d)
Hitungkan laju purata gerakan jasad itu.
(a)
Apakah yang dimaksudkan dengan medan graviti? .................................................................................................................................................................
.................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................
(b)
Bagaimanakah konsep daya graviti boleh digunakan untuk menerangkan pergerakan jasad semawi? .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................
(c)
Namakan daya yang mengekalkan satelit dalam orbitnya mengeliling Bumi.
.................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................
(d)
Bagaimanakah daya yang anda telah nyatakan dalam (c) dibekalkan. Nyatakan arah daya itu bertindak? ................................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................
Soalan Esei Bahagian B
1.
Rajah 4
Rajah 4 menunjukkan sebiji buah kelapa jatuh dari pokok ke Bumi. (a) Daya yang sama telah menjatuhkan buah kelapa itu juga mengekalkan Bulan dalam orbitnya. Terangkan pernyataan ini. [ 8 markah] (b) Seorang angkasawan mengumpulkan batu Bulan di permukaan Bulan serta menimbangnya. Beliau mendapati bahawa berat batu itu ialah 8.0 N. Apabila angkasawan itu kembali ke Bumi dan menimbangkan semula batu Bulan itu dengan neraca yang sama, beliau mendapati bahawa berat batu itu ialah 50.0 N. (i) Terangkan mengapakah terdapat perbezaan di antara kedua-dua pengukuran itu. [4 markah] (ii) Berapakah jisim batu Bulan itu? [4 markah]
Bulan.
(iii) Hitungkan kekuatan medan graviti [4 markah]
Bahagian C
1. Graf
Bentuk Graf
Graf s -t
Graf v -t
Graf a -t
Jadual 1
Jadual 1 menunjukkan tiga jenis graf gerakan bagi satu jenis gerakan yang sama. (a) Antara graf-graf ini yang manakah lebih sesuai untuk menunjukkan jenis gerakan itu. Terangkan jawapan anda. [6 markah] (b) Sebuah kereta memecut dari keadaan pegun pada kadar 2 m s selama 10 s dan seterusnya bergerak dengan halaju seragam selama 20 s sebelum breknya ditekankan dan berhenti dalam 5 s yang seterusnya. Lukiskan satu graf halaju-masa bagi gerakan kereta itu. Hitungkan -2
(i) laju purata kereta dalam 10 s yang pertama (ii) nyahpecutan kereta dalam 5 s yang akhir (iii) jumlah jarak yang dilalui oleh kereta
gerakan
(iv) laju purata kereta bagi keseluruhan [12 markah]
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Bab 1 Gelombang(Tingkatan 5) Soalan Objektif
Rajah 1
1.
Rajah 1 menunjukkan pandangan sisi satu tangki riak dengan keadaan dasar seperti yang ditunjukkan. Motor dipasangkan pada laju yang sesuai dan stroboskop digunakan untuk membekukan riak-riak di permukaan air. Antara berikut, yang manakah merupakan pemerhatian yang betul?
A
B
C
D
2.
Apabila satu sistem bergetar dengan resonans, sistem itu bergetar A pada frekuensi tinggi B dengan tempoh panjang C dengan amplitud besar
3. Apabila amplitud gelombang bertambah, yang manakah antara kuantiti berikut akan turut bertambah? A Halaju gelombang B Tenaga gelombang C Tempoh gelombang D Frekuensi gelombang
4.
Satu cebisan gabus berada pada lembangan satu gelombang pada suatu ketika. Jika frekuensi gelombang ialah 5 Hz, berapakah masa yang diambil untuk cebisan itu berada di puncak? A 0.05 s B 0.1 s C 0.2 s D 2.0 s E 5.0 s
5.
Apabila gelombang air merambat dari satu kawasan dalam ke satu kawasan cetek, halaju gelombang berkurang sebanyak 25%. Jika panjang gelombang dalam kawasan dalam ialah 6 cm, berapakah panjang gelombang dalam kawasan cetek? A 4.0 cm B 4.5 cm C 4.8 cm D 5.0 cm E 5.6 cm
Not P (i)
Not Q (ii) Rajah 2
6.
Rajah 2(i) dan 2(ii) di atas menunjukkan dua bentuk gelombang bunyi untuk not P dan Q. Diberi not Q berfrekuensi 256 Hz. Antara berikut, yang manakah benar? A Not P berfrekuensi 512 Hz B Not P berfrekuensi 256 Hz C Not Q adalah not dari piano D Not Q kedengaran lebih kuat
7.
Dua gelombang elektromagnet P dan Q ditujukan secara normal kepada satu parutan belauan. Pembelauan tertib pertama untuk kedua-dua gelombang diperhatikan. Sudut belauan untuk gelombang P ialah 30° manakala untuk gelombang Q ialah 60°. Tentukan nisbah panjang gelombang P kepada panjang gelombang Q. A
B C
D
8.
1 :
1: 1:
2
1:
Antara prosedur dalam jadual berikut, yang manakah dapat menambahkan jarak di antara riak pada tangki riak?
Simbol J K L A B C D
Prosedur Mengurangkan frekuensi motor Mengurangkan kedalaman air Menambahkan luas tangki riak J sahaja K sahaja J dan K sahaja J dan L sahaja
Rajah 3
9.
Rajah 3 menunjukkan satu tala bunyi yang bergetar. Garis-garis mewakili lapisanlapisan molekul. P dan Qmerupakan dua mampatan. Frekuensi tala bunyi ialah 500 Hz. Antara berikut, yang manakah tidak benar? A Gelombang dihasilkan ialah gelombang membujur B Setiap lapisan molekul akan bergetar pada frekuensi 500 Hz C Panjang gelombang bunyi adalah 1.32 m
D Masa 0.004 s diperlukan untuk mampatan pada kedudukan P tiba ke kedudukan Q 10.
Suatu gelombang bercantum semula setelah melalui satu halangan kecil yang terapung di atas permukaan air. Fenomena itu disebabkan A interferens B pembiasan C belauan
11.
Antara berikut, yang manakah benar tentang cahaya merah dan sinar infra merah?
A B C D
12.
Cahaya merah Gelombang melintang Mempunyai panjang gelombang yang pendek Mempunyai frekuensi yang rendah Boleh dibelaukan oleh parutan belauan
Sinar infra merah Gelombang membujur Mempunyai panjang gelombang yang panjang Mempunyai frekuensi yang tinggi Tidak boleh dibelaukan oleh parutan belauan
Antara berikut, yang manakah bukan pengukuran atau catatan yang perlu dibuat apabila menjalankan eksperimen dalam makmal untuk menentukan panjang gelombang cahaya merah dengan parutan belauan? A Jarak dari mentol ke kedudukan cahaya merah B Jarak di antara mentol ke kedudukan parutan belauan C Bacaan bilangan garis per unit panjang pada parutan belauan D Lebar parutan belauan
13.
Rajah 4
Rajah 4 menunjukkan satu corak interferens gelombang air yang dihasilkan pada satu tangki riak. X dan Y ialah pencelup yang digunakan. D adalah jarak serenjang antara XY dan PQ. P dan Q merupakan satu titik antinod dan nod masing-masing. Panjang gelombang yang digunakan ialah 2.0 cm. Berapakah jarak PQ?
A B C D E 14.
4.0 cm 5.0 cm 7.5 cm 8.0 cm 10.0 cm
Dalam satu eksperimen dwicelah Young, jarak pemisahan antara pinggir pada tabir ialah 2 mm apabila jarak antara dua celah adalah 0.5 mm. Jika jarak antara dua celah ialah 0.6 mm, berapakah jarak pemisahan antara pinggir pada tabir?
A B C D E 15.
1.6 mm 1.7 mm 2.2 mm 2.4 mm 2.5 mm
Antara yang berikut, yang manakah merupakan kelebihan menghantar isyarat melalui modulasi frekuensi? A Alat penerima adalah murah B Mutu penerimaan baik C Lebih mudah dipantulkan oleh lapisan ionosfera D Mudah dibelaukan
Soalan Struktur
1.
Rajah 5
Rajah 5 menunjukkan empat kepingan logam yang disusun dalam sebuah tangki riak untuk membentukkan celahan dengan saiz 5 cm dan 1 cm masingmasing. Dua gelombang P dan Q dengan panjang gelombang 8 cm dan 2 cm akan ditujukan kepada dua celahan itu. (a) Celahan dan gelombang yang manakah akan anda pilih untuk memerhatikan (i) gelombang membulat yang paling jelas selepas melalui celahan? [1 markah] ................................................................................................................ ....................
(ii) gelombang lurus dengan sedikit lengkung di tepi setelah melalui celahan?[1 markah] ............................................................................................................. ....................... (iii) Beri penjelasan anda untuk pemerhatian (i). [1 markah] ............................................................................................................. ........................ ............................................................................................................. ........................ (b)
Q.
(i) Untuk menghasilkan gelombang P, motor pada penggetar diputarkan dengan kadar 10 kali sesaat. Hitungkan halaju gelombang P. [1 markah]
(ii) Seterusnya, tentukan frekuensi gelombang [1 markah] ................................................................................................................ .................... .............................................................................................................
.......................
(i)
(ii) Rajah 6
(c)
Rajah 6 (i) menunjukkan gelombang Q ditujukan pada kepingan logam yang membentukkan dua celahan. Setelah melalui celahan, gelombang itu bertindih untuk menghasilkan beberapa garis antinod dan garis nod. (i) Apakah yang berlaku apabila gelombang melalui celahan itu? [1 markah] .............................................................................................................
....................... (ii) Apakah yang berlaku pada garis antinod dan garis nod? Pada garis antinod : .............................................................................................. Pada garis nod : ..............................................................................................
[1 markah] (d)
Lukis pada rajah (ii), corak garis antinod dan nod yang terhasil apabila gelombang P digunakan.
2.
Rajah 7
Rajah 7 menunjukkan sebuah penjana isyarat audio disambungkan kepada dua pembesar suara yang terpisah sejauh 2 m. Seorang pelajar berjalan pada satu garis lurus yang berada pada satu jarak 5 m yang selari dengan dua pembesar suara. Pelajar itu menandakan titik-titik K di mana dia mendeng ar bunyi paling kuat. Beberapa jarak x di antara dua bunyi kuat berturutan itu diukur dan purata dihitung. Proses di atas diulangi beberapa kali untuk mendapatkan beberapa set bacaan frekuensi - jarak pemisahan bunyi kuat. (a) Berdasarkan kepada eksperimen di atas, kumpulkan pemboleh ubah yang terlibat kepada tiga kumpulan dan nyatakan ciri pengumpulan itu. [2 markah] .................................................................................................................................... ...... .................................................................................................................................... ...... .................................................................................................................................... ...... (b)
(i) Lukis dan labelkan pada Rajah 7 di atas beberapa garis antinod dan garis
nod. [1 markah]
(ii) Nyatakan apa yang telah berlaku pada titik antinod dan titik nod. Pada titik antinod : ..................................................................................................... Pada titik nod : ..................................................................................................... [2 markah] (c)
Diberi halaju bunyi dalam udara ialah 330 m s – 1 dan frekuensi yang digunakan
ialah 660 Hz, hitungkan (i)Panjang gelombang bunyi
[1 markah]
(ii) jarak pemisahan di antara dua bunyi kuat seperti dalam Rajah 7.
[2
markah]
(d)
Lakarkan graf yang dijangkakan apabila jarak di antara dua bunyi kuat, x, diplotkan melawan frekuensi bunyi, f . [1 markah]
(e)
Apabila menjalankan eksperimen di atas, pelajar itu mendapati agak sukar untuk menentukan titik di mana bunyi paling kuat didengar. Jika alat tambahan boleh digunakan, cadangkan satu alat yang dapat digunakan untuk mengatasi masalah ini. [1 markah]
………………………………………………………………………… ………….……. 3.
Rajah 8
Rajah 8 menunjukkan satu penerima radio transistor ringkas. (a) Namakan komponen yang berlabel P , Q dan R. P : .................................................................................................................................. Q : .................................................................................................................................. R : .................................................................................................................................. [3 markah] (b)
(i) Ahmad yang sedang mendengar stesen A ingin menukar kepada stesen B. Apakah yang seharusnya dilakukan oleh Ahmad? [2 markah] ............................................................................................................... ...................... ............................................................................................................... ...................... (ii) Terangkan jawapan anda. [2
markah] ............................................................................................................. ........................ ............................................................................................................. ........................
............................................................................................................. ........................ (c)
Rajah 9
Isyarat gelombang radio seperti yang ditunjukkan pada Rajah 9 ditalakan. Lukis di sebelah kanan corak gelombang yang didapati setelah isyarat melalui R. [2 markah] (d)
Apakah fungsi kapasitor C 2 ? markah]
[1
..................................................................................................................... .…………… ..................................................................................................................... .…………… (e)
Apakah fungsi transistor? markah]
[1
..................................................................................................................... .…………… ................................................................................................................... ...……………
Soalan Esei
1.
Rajah 10
Situasi pertama Dua pencelup yang bergetar di atas permukaan air di dalam sebuah tangki riak menghasilkan kawasan riak kuat dan kawasan air tenang seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 10(i). Situasi kedua Pinggir terang dan gelap terbentuk pada skrin apabila cahaya monokromat melalui sisip kaca satu celah dan sisip kaca dwicelah seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 10(ii). (a) (i) Nyatakan makna cahaya monokromat.
[1 markah]
............................................................................................................... .......……….. ............................................................................................................... .......……….. (ii) Berdasarkan pemerhatian anda pada situasi pertama dan kedua, nyatakan ciri-ciri sepunya situasi itu. Seterusnya, hubung kaitkan ciri-ciri itu untuk membina sebuah konsep fizik. [5 markah]
............................................................................................................. .........………... ............................................................................................................. .........………... ............................................................................................................. .........………... ............................................................................................................. .........………... ............................................................................................................. .........………... ............................................................................................................... .......………... ............................................................................................................... .......………... ............................................................................................................... .......………...
Rajah 11
(b)
Rajah 11 menunjukkan seorang pelajar yang berada di dalam biliknya. Televisyen di ruang tamu sedang menyiarkan program yang menarik. Pelajar itu dapat mendengar bunyi televisyen tetapi tidak dapat menonton program itu. Terangkan mengapa pelajar itu boleh mendengar tetapi tidak dapat melihat program televisyen itu. (Peringatan: Kedua-dua cahaya dan bunyi ialah gelombang yang boleh melakukan pembelauan.) [4 markah]
………………………………………………………………………… ……………….. ………………………………………………………………………… ………………..
………………………………………………………………………… ……………….. ………………………………………………………………………… ……………….. ………………………………………………………………………… ……………….. ………………………………………………………………………… ……………….. ………………………………………………………………………… ………………..
Rajah 12
(c) Rajah 12 menunjukkan pandangan sisi satu gelombang air yang dihasilkan pada satu tangki riak. (i) Apakah inferens anda tentang kawasan PQ, QR dan RS ? Berikan penjelasan tentang inferens anda. Seterusnya, lukis pandangan sisi dasar tangki riak itu. [5 markah]
(ii) Motor yang digunakan bergetar pada frekuensi 10 Hz. Berapakah halaju gelombang pada titik B? [3 markah]
(iii) Berapakah masa yang diambil untuk gelombang bergerak dari titik A ke B? [2 markah]
2.
Parutan P
Lebar parutan / cm 2b
/ -1 garis mm 300
Q
½b
600
R
b
600
S
b
150
N
Jadual 1
Jadual 1 menunjukkan beberapa parutan belauan dengan lebar dan bilangan garis per mm, N. (a) Anda ditugaskan untuk menjalankan satu eksperimen dalam makmal untuk menentukan panjang gelombang cahaya merah dan biru. Tentukan parutan yang manakah akan anda pilih untuk menjalankan eksperimen anda. Beri sebab bagi jawapan anda. [6 markah] ………………………………………………………………………… ………………. ………………………………………………………………………… ………………. ………………………………………………………………………… ………………. ………………………………………………………………………… ………………. ………………………………………………………………………… ………………. ………………………………………………………………………… ………………. ………………………………………………………………………… ………………. ………………………………………………………………………… ……………….
………………………………………………………………………… ………………. ………………………………………………………………………… ………………. ………………………………………………………………………… ……………….
(i)
(ii) Rajah 13
(b)
(i) Rajah 13(i) menunjukkan corak belauan dengan tertib n = 0, 1, 2, dan 3 untuk cahaya monokromat biru dengan panjang gelombang 5.4 x 10 – 7 m s-1. Pada Rajah 13(ii), lukiskan corak belauan yang terhasil
apabila cahaya monokromat merah digunakan. markah]
[2
(ii) Diberi pinggir ketiga dari pinggir tengah cahaya merah berada tepat pada pinggir keempat pinggir biru itu. Tentukan panjang gelombang cahaya merah itu. [3 markah]
(c)
Seorang penumpang kapal terbang memerhatikan ombak di laut. Dia mendapati jarak di antara ombak berdekatan pantai adalah lebih pendek berbanding dengan ombak yang jauh dari pantai. Berdasarkan pemerhatian di atas, terangkan mengapa jarak di antara ombak berubah dari pantai ke tengah laut. Seterusnya, nyatakan hubungan antara j arak di antara dua ombak dengan faktor yang mempengaruhinya. [4 markah]
………………………………………………………………………… ……………….. ………………………………………………………………………… ……………….. ………………………………………………………………………… ……………….. ………………………………………………………………………… ……………….. ………………………………………………………………………… ……………….. ………………………………………………………………………… ………………..
Rajah 14
(d)
Rajah 14 menunjukkan satu gelombang satah melalui satu celahan dalam satu tangki riak. P , Q dan R ialah tiga titik pada permukaan air. Jarak di antara P dan Q ialah 18 cm. Satu cebisan gabus diletakkan pada titik R diperhatikan tidak berayun. (i) Jika frekuensi penggetar ialah 5 Hz, berapa lamakah untuk muka gelombang yang berada di P untuk tiba ke kedudukan Q? [3 markah]
(ii) Tanpa mengubahkan frekuensi penggetar, nyata dan terangkan dua cara untuk menyebabkan gabus pada titik R berayun bersama dengan gelombang yang menerusi celahan. [4 markah] ............................................................................................................. ....................... ............................................................................................................. ....................... ............................................................................................................. ....................... ............................................................................................................. ....................... ............................................................................................................. .......................
Bab 2 Jawapan(Tingkatan 4) Soalan Objektif
1. C 2. C 3. C 4. B 5. B 6. A 7. C 8. B 9. A 10. B Soalan Struktur
1.
(a)
(i)
Jarak, s = vt Jumlah jarak = (4 m s )(3 s) + (3 m s )(2 s) = 12 m + 6 m = 18 m -1
(ii) Dengan Teorem Pithagoras: (12 m)2 + (6 m)2
180 m
Sesaran, s = = = 13.4 m
(iii) Halaju purata,
= = 13.4 m 5s = 2.7 m s
-1
-1
(b)
Halaju awal, u = 30 m s Halaju akhir, v = 0 m s Masa, t = 15 s
-1
-1
v – u t
Pecutan, a = = 0 - 30 m s 15 s
-1
= -2 m s Kereta itu mengalami nyahpecutan -2 m s . -2
-2
2.
(a)
Bilangan gambar = 1.5 x 20 = 30
(b)
Tempoh, T = 1
= _____ 20 Hz = 0.05 s (c)
(d)
Halaju seragam kerana jarak di antara dua gambar yang berturutan adalah sekata.
Masa, t = 6 gambar = 6 x 0.05 s = 0.3 s
Laju purata, v =
= = 40 cm s 3.
-1
(a)
Medan graviti ialah ruang di sekitar satu jasad yang mengenakan daya graviti ke atas sebarang jasad lain yang berada dalam ruang itu.
(b)
Daya tarikan graviti di antara satu jasad semawi yang besar dengan satu jasad semawi yang kecil membolehkan jasad yang kecil itu mengorbit jasad yang besar.
(c)
Daya graviti atau daya memusat
(d)
Dibekalkan oleh daya graviti Bumi. Ke arah pusat Bumi.
Soalan Esei
Bahagian B 1.
(b)
(a)
Buah kelapa jatuh daripada pokok menuju ke permukaan Bumi kerana ditarik oleh daya graviti Bumi ke arah pusat Bumi. Daya graviti wujud di antara sebarang dua objek. Maka, semua objek sentiasa saling menarik di antara satu sama lain. Daya graviti ini juga mengekalkan Bulan dalam orbitnya. Semua objek yang bergerak dalam satu bulatan, iaitu orbit, memerlukan daya memusat untuk mengekalkannya dalam gerakan membulat. Daya memusat yang diperlukan dibekalkan oleh daya graviti Bumi. Jika daya graviti Bumi tidak wujud, Bulan akan bergerak dalam satu garis lurus akibat daripada inersianya.
(i) Berat batu adalah bergantung kepada kekuatan medan graviti. Berat W = mg , di mana m ialah jisim yang malar dan g ialah kekuatan medan graviti yang boleh berubah bergantung kepada kedudukan. Perbezaan bacaan berat di Bulan dan Bumi adalah disebabkan oleh magnitud kekuatan medan graviti yang berbeza di kedua-dua tempat itu. Kekuatan medan graviti Bumi adalah lebih tinggi daripada kekuatan medan graviti Bulan.
(ii) Di permukaan Bumi: Berat, W = mg 50.0 N = m(10 N kg ) m = 5.0 kg -1
Jisim batu bulan itu ialah 5.0 kg. (iii) Di permukaan Bulan: Berat, W' = mg' 8.0 N = (5.0 kg) g' g' = 1.6 N kg -1
Kekuatan medan graviti Bulan ialah 1.6 N kg . -1
Bahagian C
1.
(a)
Graf v-t , iaitu graf halaju-masa adalah biasanya digunakan untuk menunjukkan jenis gerakan. Graf vt ialah graf yang dilukiskan untuk menunjukkan perubahan halaju dengan masa. Halaju ditetapkan pada paksi tegak sementara masa ditetapkan pada paksi ufuk. Graf halaju-masa boleh digunakan untuk mengkaji jenis gerakan dan juga mengira beberapa perkara mengenai gerakan. Perubahan halaju gerakan boleh dibacakan secara langsung daripada graf manakala pecutan gerakan dihitungkan daripada nilai kecerunan graf. Jarak yang dilalui boleh ditentukan dengan mengira luas di bawah graf halaju-masa.
(b)
(i) Laju purata = u + v 2
= 0 + 20 m s 2 = 10 m s
-1
-1
(ii) Nyahpecutan, a = Kecerunan graf v-t = 0 - 20 m s (35 - 30) s
-1
= -4 m s
-2
(iii) Jumlah jarak = Luas di bawah graf v-t = ½[(20 + 35)s][20 m s ] -1
= 550 m (iv) Laju purata = Jumlah jarak Jumlah masa = 550 m 35 s = 15.7 m s
-1
Jawapan Bab 1 Gelombang(Tingkatan 5) Soalan Objektif
1. 2. 3. 4. 5. 6.
D C B B B B
7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.
B A C C D D E B B
Soalan Struktur
1.
(a)
(b)
(i) Gelombang P (8 cm) dan celahan 1 cm (ii) Gelombang Q dan celahan 5 cm (iii) Kesan belauan bertambah apabila panjang gelombang besar dan lebar celahan kecil (i) Frekuensi, f = 10 Hz Panjang gelombang, λ = 8 cm Halaju, v = f λ = 10 x 8 = 80 cm s -1 λ
2 80 v
(ii) f = (c)
(d)
=
= 40 Hz
(i) Belauan (ii) Pada garis antinod, interferens membina berlaku Pada garis nod, interferens memusnah berlaku
2.
(a)
Pemboleh ubah (i) dimanipulasikan (ii) bergerak balas (iii) dimalarkan pembesar suara, jarak di
: Frekuensi bunyi (panjang gelombang) : Jarak pemisahan di antara dua bunyi kuat : Jarak tegak dari garis pemerhatian ke antara dua pembesar suara, halaju bunyi
(b)
(i)
(ii) Titik antinod Titik nod (c)
(i)
ν = f λ 330 = 660 λ 330
660
λ = ——
= 0.5 m λ D
: Interferens membina (bunyi kuat) : Interferens memusnah (bunyi lemah)
a
(ii) x = —— 0.5 x 5
2
= ———
= 1.25 m
(d)
(e) Dengan menggunakan sebuah mikrofon yang disambung kepada sebuah osiloskop sinar katod. OSK dapat menunjukkan dengan jelas kedudukan di mana bunyi kuat dihasilkan.
3.
(a)
P : Aerial Q : Gegelung R : Diod
(b)
(i) Melaraskan kapasitor boleh ubah (ii) Supaya kapasitans yang digunakan kini bersama dengan gegelung akan menyediakan satu frekuensi jati yang sama dengan frekuensi gelombang stesen B. Resonans turut berlaku dan stesen B dapat didengar.
(c)
(d) Supaya gelombang pembawa dengan frekuensi yang tinggi mengalir melalui kapasitor ke bumi (e) Untuk menguatkan isyarat gelombang audio sebelum ia melalui fon telinga Soalan Esei
1. (a) (i) Cahaya monokromat ialah cahaya yang mempunyai satu panjang gelombang sahaja (satu warna sahaja) (ii) Ciri-ciri sepunya situasi ialah (I) Interferens berlaku kerana pertindihan dua gelombang yang koheren. Gelombang cahaya yang terbelau dari dua celah adalah koheren kerana berasal dari gelombang cahaya yang terbelau pada celah tunggal. Gelombang air dari dua pencelup adalah koheren kerana dua pencelup yang sefasa (naik turun bersama). (II) Terdapat beberapa garis antinod dan garis nod. Untuk cahaya, titik antinod berlaku pada pinggir terang dan nod pada pinggir gelap. Untuk gelombang air, garis antinod adalah sepanjang riak kuat dan garis nod adalah sepanjang kawasan air tenang. (III) Garis nod dan antinod berselang-seli. (b)
Panjang gelombang bunyi jauh lebih besar daripada panjang gelombang cahaya. Untuk bunyi, lebar pintu berukuran sama tertib dengan panjang gelombang bunyi. Maka kesan belauan adalah nyata. Untuk cahaya, panjang gelombangnya adalah jauh lebih kecil daripada lebar pintu. Maka kesan belauan tidak berlaku atau tidak jelas. Penjelasan di atas menerangkan mengapa pelajar itu dapat mendengar bunyi program tetapi tidak dapat menonton gambar program televisyen itu.
(c) (i) PQ dan RS ialah kawasan dalam dan QR ialah kawasan cetek. Untuk kawasan PQ dan RS , panjang gelombang adalah lebih besar berbanding dengan panjang gelombang dalam kawasan RS . Panjang gelombang untuk kawasan PQ dan RS adalah sama, menunjukkan dua kawasan itu mempunyai kedalaman air yang sama.
(ii)
Panjang gelombang untuk kawasan QR λ = 6 cm / 3 = 2.0 cm Halaju gelombang pada titik B, ν = f λ = 10 x 2 = 20 cm s -1
(iii)
Tempoh, T = 1/ f = 1/10 = 0.1 s Gelombang yang mara dari A ke B perlu bergerak sejauh enam panjang gelombang. Masa untuk bergerak sejauh satu panjang gelombang = T Maka masa diperlukan = 8 T = 8 x 0.1 = 0.8 s 2. (a) Parutan belauan Q dan R boleh digunakan untuk menjalankan eksperimen kerana keduaduanya adalah parutan halus iaitu parutan yang mempunyai bilangan celah seunit panjang yang paling besar. Dengan parutan yang halus, spektrum yang dihasilkan adalah lebih tulen dan lebih luas. Keduaduanya dapat memudahkan penentuan kedudukan warna merah dan biru. Di samping itu, sudut belauan untuk tertib pertama adalah agak besar dan justeru itu pengukuran adalah lebih tepat dan peratus ralat dapat dikurangkan. Bagaimanapun, parutan belauan R dipilih kerana mempunyai lebar yang lebih luas, iaitu terdapat jumlah celah yang lebih banyak. Dengan itu, ada lebih celah yang membenarkan cahaya melalui dan membelau dan seterusnya menghasilkan spektrum cahaya yang lebih terang. (b)
(i)
(ii) d sin θ n = n λ Untuk cahaya merah pinggir ketiga, d sin θ m = 3 λm Untuk cahaya biru pinggir keempat, d sin θ b = 4 λ b Kerana θ n = θ b 4 λ b
Maka, 3 λm = 4 λ b 3
λm
=
4 (5.4 x 10 -7) 3
=
=
7.2 x 10-7m
(c) Kedalaman air semakin berkurang apabila mendekati pantai. Halaju gelombang air bergantung kepada kedalaman air. Halaju gelombang air berkurang apabila kedalaman air berkurang. Daripada rumus ν = f λ di mana f (frekuensi) adalah tetap, maka apabila halaju berkurang, panjang gelombang, λ, turut berkurang. Jarak di antara dua ombak (panjang gelombang) bergantung kepada kedalaman air. Semakin dalam air, semakin panjang gelombang. 18 cm
