-
BBR 16203Mekanik, Sifat Jirim dan HabaDr Sia Chee
KiongDepartment of Material and Design EngineeringFaculty of
Mechanical and Manufacturing EngineeringUniversiti Tun Hussien Onn
Malaysia
-
ContentsFizik sebagai Sains asas. Pengukuran.Hukum Newton
pertama dan gerakan linearHukum Newton kedua dan ketigaMomentum dan
TenagaGraviti dan gerakan projektilPepejal, Cecair dan GasSuhu dan
HabaPemindahan Haba dan perubahan fasa Jirim
-
Assessment Continuous assessments : Quizzes : 10% Assignment :
10% Project (Report & presentation) : 40% Final exam : 40%
-
1.0 Fizik sebagai sains Asas. Pengukuran
-
Kuantiti asasKuantiti fizik ialah kuantiti yang boleh
diukur.Untuk mengukur suatu kuantiti fizik, satu saiz piawai yang
terkenal sebagai Unit digunakan.Dalam sistem Antarabangsa (S.I),
lima kuantiti dianggap sebagai kuantiti asas. Setiap kuantiti asas
tidak dapat diperoleh daripada gabungan dua kuantiti fizik yang
lain.Lima kuantiti asas ini ialah panjang, Jisim, masa, suhu dan
arus elektrik.
-
Lima kuantiti asas (base units)
Kuantiti asasUnit asasSimbol Panjang MetermJisim Kilogram
kgMasaSaat sSuhu Kelvin KArus elektrikAmpere A
-
Bagaimanakah wujudnya unit-unit tersebut?1 meter : jarak yang
dilalui oleh cahaya dalam vakum dalam selang masa 1/299792458 saat1
kilogram: jisim sebongkah selinder aloi platinum- iridium yang
disimpan di biro antarabangsa bagi berat dan sukatan di Sevres,
Paris
-
1 saat: Masa yang sama dengan 9 192 631 770 kali tempoh sinaran
yang dikeluarkan oleh atom Saesium-1331 kelvin: 1/273.16 daripada
suhu termodinamik takat tigaan air (takat ais, air dan stim berada
dalam keadaan keseimbangan pada tekanan tertentu)1 ampere: arus
mantap yang mengalair dalam dua konduktor selari yang panjangnya
tak terhingga, luas keratan rentas boleh diabaikan dan dipisahkan
sejauh 1 m dalam vakum yang menghasilkan daya sebanyak 2 x107
newton per meter diantara konduktor konduktor itu.Bagaimanakah
wujudnya unit-unit tersebut?
-
High-purity caesium-133 preserved under argonThe IPK is made of
a platinumiridium alloy and is stored in a vault at the
International Bureau of Weights and Measures in Svres, France. IPK
= international prototype kilogram A typical phase diagram. The
dotted green line gives the anomalous behaviour of
waterIllustration of the definition of the ampere unitSunlight take
8 minute and 19 second to reach the earth. Speed of light =
299,792,458 m/s
-
Others unit In dry air at , the speed of sound is 343.2 metres
per second In fluid dynamics, the speed of sound in a fluid medium
(gas or liquid) is used as a relative measure of speed itself. The
speed of an object (in distance per time) divided by the speed of
sound in the fluid is called the Mach number. Objects moving at
speeds greater than are traveling at supersonic speeds.What is the
speed of f22 raptor fighter ?Answer : At least mach 1.7
-
Prefix dalam unit S.I.
Prefix Simbol Faktor GigaG109Mega M106Kilok103Senti
(centi)c10-2Milim10-3Mikro (micro)10-6
-
Contoh Nilai-nilai berangka besar atau kecil ditulis dalam
bentuk piawai supaya lebih ringkas, kemas dan mudah dibaca.Jisim
bumi = 6 020 000 000 000 000 000 000 000 kg (susah dibaca) = 6.02 x
1024 kg (mudah dibaca)Diameter satu molekul minyak = 0.000 000 000
74m (susah dibaca) = 7.4 x 10-10m (mudah dibaca)
-
Unit terbitan (derived units)kuantiti terbitan ialah kuantiti
fizik yang diterbitkan dalam sebutan kuantiti asas.Unit untuk
kuantiti terbitan dikenal sebagai unit terbitan.Contoh
Kuantiti terbitanUnit terbitanHubunganIsipadum x m x m =
m3Panjang x panjang x panjangketumpatanJisim / isipaduLaju m/s =
ms-1Jarak / masa
-
Pertukaran unit (Unit conversion) Contoh Untuk menukar luas 2
cm2 kepada m2. 1 cm = 10-2m maka 2 cm2= 2 x (10-2 m)2 = 2 x 10-4
m2b. Untuk menukar laju 360km/j kepada m/s 1 km = 103 m maka 1 jam
= 3600 saat 360km/j= = 1 x 102 m/s
-
Accuracy and precision In the fields of science, engineering,
industry and statistics, the accuracy of a measurement system is
the degree of closeness of measurements of a quantity to that
quantity's actual (true) value. The precision of a measurement
system, also called reproducibility or repeatability, is the degree
to which repeated measurements under unchanged conditions show the
same results.
-
Accuracy(kejituan)sejauh mana nilai kiraan/ukuran menghampiri
nilai sebenar.Precision (kepersisan)sejauh mana nilai kiraan
menghampiri nilai kiraan yang lain.
-
Contoh sisihan (kepersisan) Ukuran suatu kuantiti fizik terdiri
daripada beberapa bacaan yang nilainya berhampiran. Contohnya
ukuran untuk panjang kayu terdiri daripada 5 bacaan yang berikut.
21.4cm, 21.3cm, 21.6cm, 21.5cm, 21.7cm maka purata panjang =
21.4+21.3+21.6+21.5+21.7 5= 21.5
-
Contoh sisihan (kepersisan) Sisihan suatu bacaan ialah perbezaan
di antara bacaan itu dan nilai purata. Diketahui nilai purata =
21.5 cmMaka sisihan purata = = 0.1cm 0.1 + 0.2 + +0.1 + 0 +
0.25Suatu ukuran untuk suatu kuantiti fizik adalah lebih persis
jika sisihan relatif lebih kecil
Bacaan Sisihan 21.4 cm(21.5 21.4) cm = 0.1 cm21.3 cm(21.5 21.3)
cm = 0.2 cm21.6 cm(21.6 21.5) cm = 0.1 cm21.5 cm(21.5 21.5) cm =
021.7 cm(21.7 21.5) cm = 0.2 cm
-
Contoh Peratus ralat (kejituan)ketepatan suatu ukuran ialah
betapa hampir ukuran itu kepada nilai sebenar. Contohnya, arus
sebenar Io yang mengalir melalui satu mentol ialah 2.0 A, tetapi
apabila diukur dengan satu ammeter, bacaan ammeter I = 1.8 A maka
Ralat bacaan ammeter = (2.0-1.8)A = 0.2 A peratus ralat = x
100%
Oleh itu peratus ralat = x 100% = 10%Ralat Nilai
sebenar0.22.0Suatu bacaan adalah lebih jitu jika peratusan ralat
lebih kecil
-
Alat pengukurBacaan yang diperolehi dengan menggunakan suatu
alat pengukur untuk mengukur mempunyai ketakpastian atau ralat.
Anggaran ralat bagi bacaan daripada suatu alat pengukuran ialah
satu bahagian yang paling kecil pada skala alat pengukur itu.
-
Ralat bagi beberapa alat pengukur dan cara menulis ralat itu
untuk suatu bacaan.
Alat pengukurralatBacaan contohPembaris 0.1 cm(20.0 0.1)
cmAngkup vernier 0.01 cm(4.00 0.01) cmTolok skru micrometer0.01
mm(1.26 0.01) mmJam randik 0.1 s(10.0 0.1) sTermometer 1oC(30
1)oCAmmeter 0.1 A(2.0 0.1) AMiliameter mA(42 1) mA
-
Perbezaan diantara kepersisan dan kejituan dapat dijelaskan
dibawahKurang jitu tetapi lebih persisKurang persis tetapi lebih
jitulebih jitu tetapi lebih persis
-
Kejituan suatu pengukuran boleh ditambah denganMengambil
beberapa bacaan ulanganMengelakan ralat hujung/ralat
sifarMengelakan ralat paralaksRalat hujung0
-
Kepekaan Suatu alat pengukuran dikatakan peka jika alat itu
dapat mengesan perubahan kecil dalam kuantiti fizik yang
diukur.
-
Kepekaan (sensitivity)10gula1 bungkus gula ditimbang, bacaan
penimbang naik1 butir gula ditimbang, bacaan penimbang tidak
bergerak Berat satu butir gula tidak dapat dibaca oleh penimbang
julat tinggiAlat yang berkepekaan tinggi diperlukan
-
Tugasan Jelaskan cara penggunaan alat alat pengukuran seperti
dibawah. 1. angkup vernier 2. mikrometer - Bincangkan cara bagi
mengekalkan kepersisan, serta cara mengurangkan ralat bagi menambah
kejituan pengukuran.