Sains Tingkatan 5-Bab 5: Gerakan

BAB 5 GERAKAN

BAGAIMANAKAH KENDERAAN BERGERAK?

RODA---

TENAGA DIPERLUKAN UNTUK MENGGERAKKAN RODA

TENAGA YANG DIPERLUKAN DIBEKALKAN SAMA ADA OLEH MANUSIA ATAU MELALUI PEMBAKARAN BAHAN API FOSIL

GERAKAN KENDERAAN DI ATAS DARAT

ANATOMI BASIKAL

Injak dikayuh

Gegancu diputarkan

Putaran gegancu akan menggerakkan rantai besi seterusnya memutarkan hab

Putaran hab menyebabkan roda belakang berputar

Basikal digerakkan ke hadapan

MANFAAT BERBASIKAL • Paling ekonomi • Penyelenggaraan yang minimum

• Mesra alam: Tidak menggunakan gas karbon monoksida

STRUKTUR DAN PRINSIP OPERASI KENDERAAN BERENJIN

• Enjin yang digunakan oleh kenderaan darat dikenal sebagai enjin pembakaran dalam. • Enjin pembakaran dalam ini menggunakan bahan api seperti petrol dan diesel

BAGAIMANA ENGIN BERFUNGSI?

JENIS ENJIN PEMBAKARAN

ENJIN PETROL ENJIN DIESEL

PEMBAKARAN PETROL DALAM ENJIN PETROL

2 JENIS ENJIN PETROL

ENJIN PETROL EMPAT LEJANG ENJIN PETROL DUA LEJANG

ENJIN PETROL EMPAT LEJANG

LEJANG ARUHAN

LEJANG MAMPATAN

LEJANG KUASA

LEJANG EKZOS

LEJANG ARUHAN Omboh bergerak ke bawah, injap masuk terbuka, injap ekzos tertutup

Campuran petrol dan udara disedut masuk ke dalam silinder melalui injap masuk yang terbuka

LEJANG MAMPATAN Injap masuk dan injap ekzos tertutup

Omboh bergerak ke atas dan memampatkan campuran petrol dan udara

LEJANG KUASA Injap masuk dan injap ekzos tertutup

Bunga api dihasilkan oleh palam pencucuh.Bunga api menyebabkan campuran petrol dan udara yang termampat tadi terbakar dan mengembang

Gas ekzos yang panas akibat pembakaran campuran itu akan mengembang dan menolak omboh ke bawah

LEJANG EKZOS Injap masuk tertutup dan injap ekzos terbuka

Omboh bergerak ke atas dan menolak gas ekzos keluar daripada silinder melalui injap ekzos yang terbuka

STRUKTUR DAN OPERASI ENJIN DIESEL EMPAT LEJANG

Struktur dan dan prinsip enjin diesel empat lejang tidak mempunyai palam pencucuh

PRINSIP KERJA ENGIN DIESEL 4 LEJANG

LEJANG ARUHAN Omboh bergerak ke bawah, injap masuk terbuka, injap ekzos tertutup

Udara disedut masuk ke dalam silinder melalui injap masuk yang terbuka

LEJANG MAMPATAN Omboh bergerak ke atas, injap masuk dan injap ekzos tertutup

Pergerakan omboh ke atas memampatkan udara.Tekanan tinggi meningkatkan suhu udara antara 700C-900C

LEJANG KUASA Injap masuk dan injap ekzos tertutup Diesel disemburkan ke dalam silinder melalui pemancit dan bercampur dengan udara panas.Haba yang termampat akan membakarkan campuran diesel dan udara dalam enjin diesel

Gas ekzos yang panas akibat pembakaran campuran itu akan mengembang dan menolak omboh ke bawah

Gas ekzos mengembang dan menolak omboh ke bawah

LEJANG EKZOS Injap masuk tertutup dan injap ekzos terbuka

Omboh bergerak ke atas dan menolak gas ekzos keluar daripada silinder melalui injap ekzos yang terbuka

Menggunakan bahan api sebagai sumber tenaga Mengandungi 4 lejang dalam satu kitar pembakaran lengkap

Hasilkan kuasa daripada pembakaran campuran bahan api dengan udara

PERSAMAAN ENJIN PETROL 4 LEJANG & ENJIN DIESEL 4 LEJANG

PETROL EMPAT LEJANG VS DIESEL EMPAT LEJANG PERBEZAAN DARI SEGI Petrol

BAHAN API

Diesel

Menggunakan palam pencucuh

KOMPONEN

Menggunakan pemancit

Kuasa kecil tetapi cekap

KUASA DAN KECEKAPAN

Kuasa lebih besar dan lebih cekap

Kurang kuat

BUNYI YANG DIHASILKAN

Lebih kuat

Kenderaan ringan seperti kereta Lebih ringan

KEGUNAAN JISIM

Kenderaan berat seperti trak, lori dan bas Lebih berat

ENJIN PETROL DUA LEJANG

STRUKTUR DAN PRINSIP

Digunakan dalam motosikal dan mesin rumput

Tidak mempunyai injap

Melibatkan kitar dua lejang

Pembakaran tidak lengkap (campur minyak pelincir)asap ekzos hitam Kurang efisien berbanding enjin 4 lejang

ENJIN PETROL DUA LEJANG • HANYA GUNA BAHAN API PETROL SAHAJA • HANYA ADA DUA LEJANG DALAM SATU KITAR: 1. LEJANG KE ATAS 2. LEJANG KE BAWAH

LEJANG KE ATAS Campuran petrol dan udara masuk ke dalam silinder melalui salur pemindahan. Omboh bergerak ke atas dan mampatkan campuran.

Salur ekzos dan salur pemindahan tertutup. Salur masuk terbuka. Campuran yang baharu masuk untuk kitar seterusnya.

Bunga api dinyalakan oleh palam pencucuh. Mampatan campuran petrol dan udara terbakar.

Gas ekzos yang terhasil daripada

pembakaran mengembang dan menolak omboh ke bawah.

LEJANG KE BAWAH • Salur masuk ditutup. • Salur ekzos, salur pemindahan pula terbuka.

• Gas ekzos daripada pembakaran campuran petrol dan udara akan keluar melalui salur ekzos.

• Campuran petrol dan udara yang berada di dalam kebuk engkol ditolak masuk ke dalam silinder melalui salur pemindahan.

PERSAMAAN ENJIN PETROL EMPAT LEJANG DAN DUA LEJANG • Kedua-dua enjin merupakan jenis enjin pembakaran dalam • Menggunakan bahan api yang sama iaitu petrol • Menggunakan palam pencucuh untuk pembakaran bahan api

PERBEZAAN DARI SEGI

Mempunyai injap masuk dan injap ekzos

Komponen

Mempunyai salur masuk, salur pemindahan dan salur ekzos

Empat lejang

Bilangan lejang pembakaran

Dua lejang

Campuran petrol dan udara masuk ke dalam silinder melalui injap masuk

Cara bahan api masuk ke dalam silinder

Campuran petrol dan udara masuk ke dalam kebuk engkol lalu masuk ke dalam silinder melalui silinder pemindahan

Kuasa lebih besar dan lebih cekap

Kuasa dan kecekapan

Kuasa lebih kecil dan kurang cekap

Kereta dan van

Kegunaan

Motosikal dan mesin rumput

KONSEP LAJU, HALAJU DAN PECUTAN

LAJU Kadar perubahan jarak

LAJU = JARAK MASA LAJU = m/s -1

HALAJU Kadar perubahan jarak dalam arah tertentu

Halaju = Sesaran Masa

Halaju = m/s-1

PECUTAN Pecutan = Perubahan halaju Masa = Halaju akhir – Halaju awal Masa

= meter saat 2 = m/s-2

KONSEP INERSIA

Sifat semulajadi sesuatu objek untuk yang cenderung untuk menentang sebarang perubahan keadaan asalnya, sama ada objek itu dalam keadaan rehat (pegun) atau sedang bergerak

DEMONSTRASI OLEH ALIFF AIMAN & HAFIZ AKRAM

KONSEP MOMENTUM • Hasil darab jisim objek dengan halajunya • Momentum merupakan kuantiti vektor • Momentum = jisim x halaju

=mxv = kg ms -1

Peluru/busur panah

Trak MOMENTUM

Motosikal/kereta

PRINSIP KEABADIAN MOMENTUM • Jumlah momentum dalam sesuatu sistem adalah sentiasa tetap jika tiada daya luar bertindak ke atasnya

Jumlah momentum sebelum perlanggaran

m1u1 + m2u2

= Jumlah momentum selepas perlanggaran

= m1v1 + m2v2

REKABENTUK KERETA DAN STRUKTUR KERETA YANG LEBIH SELAMAT

APLIKASI MOMENTUM DALAM KEHIDUPAN HARIAN

SENJATA API

PILI BOMBA

BATU LESUNG

ANGKAS AWAN

PELANTAK CERUCUK

JET/ ROKET

TEKANAN • Daya normal per unit luas permukaan

Tekanan = Daya

Luas P

=F

= N/m -2

A = Pascal (Pa)

APLIKASI TEKANAN • • • • • • • • • •

Pisau/gunting Beg Paku Tekan Tapak kasut Peluncur ais Kasut tumit tinggi Gajah Beruang Kutub Tayar traktor Kasut Bola Durian dalam beg plastik

PRINSIP SISTEM HIDRAULIK DALAM KEHIDUPAN HARIAN

PRINSIP PEMINDAHAN TEKANAN (PRINSIP PASCAL) • Tekanan dipindahkan menerusi cecair dengan nilai yang sama ke semua arah dalam satu sistem tertutup

• Prinsip pemindahan cecair lazim digunakan dalam operasi sistem hidraulik

OPERASI SISTEM HIDRAULIK

Tekanan input (omboh kecil) = Tekanan output (omboh besar) P1= P2 F1 = F2 A1 A2

F1 = Daya input F2 = Daya output A1 = Luas omboh kecil A2 = Luas omboh besar

APLIKASI SISTEM HIDRAULIK

Brek hidraulik Jek hidraulik Kerusi hidraulik

BREK HIDRAULIK

GERAKAN KENDERAAN DI AIR

Bebaling diputar melalui tenaga yang dihasilkan oleh enjin

Air ditolak ke belakang kenderaan apabila bebaling diputar

Kapal ditolak ke depan hasil daya tujah ke hadapan.Arah gerakannya dikawal oleh kemudi

PRINSIP ARCHIMEDES Apabila suatu objek direndamkan sepenuhnya atau sebahagiannya di dalam suatu bendalir, objek itu mengalami suatu daya tujah ke atas yang sama dengan berat bendalir yang disesarkan oleh objek tersebut

Daya tujah ke atas = Berat bendalir yang tersesar