1.0 SEJARAH HUKUMGERAKAN NEWTON
Rajah 1: Latar Belakang Penemuan Hukum Newton
Sir Isaac Newton (4 Januari 1642 - 31 Mac 1727)
Rajah 2: Latar Belakang Sir Isaac Newton
2.0 HUKUM GERAKAN NEWTON 2.1 Hukum Gerakan Newton Pertama
Rajah 3: Definisi Hukum Gerakan Newton Pertama
2.1.1 Fenomena Yang Berkaitan Dengan Hukum Newton Pertama
Rajah 4: Contoh Fenomena2.1.2 Kesan Inersia
Rajah 5: Kesan Inersia kepada Penumpang
Apabila sebuah lori yang sedang bergerak dan bermuat dengan
barangan berhenti secara tiba-tiba, barangan akan terhumban ke
hadapan. Keadaan ini jelas dinampak disebabkan kesan inersia yang
mengekalkan gerakan barangan ke hadapan semasa lori berhenti.
Rajah 6: Kesan Inersia kepada Pengangkutan Barangan2.1.3
Cara-cara Mengurangkan Kesan InertiaAdaptasiPenerangan
Pemegang penumpang bas
Pemegang yang terdapat dalam bus mengelakkan penumpang daripada
terjatuh.
Tali pinggang keledar
Mengikat pemandu dan penumpang pada kerusi dan mengelakkan
mereka daripada terhumban ke hadapan apabila kereta berhenti secara
tiba-tiba. tiba-tiba. Dengan penggunaan tali pinggang keledar dapat
mengurangkan risiko tercedera pemandu atau penumpang apabila suatu
kemalangan berlaku.
Beg Udara Automatik
Berfungsi sebagai kusyen kepada kepala dan badan semasa
kemalangan dan ia dapat untuk mengurang risiko tercedera penumpang
dan pemandu apabila suatu kemalangan berlaku.
Rajah 7: Adaptasi terhadap Inersia kepada Penumpang
Cara mengurangkan kesan inersiaPenerangan
Struktur kuat di belakang kabin pemandu
Gambar rajah 3.1.5: Lori yang terdapat struktur yang kuat di
belakang kabin pemandu.Satu struktur besi yang kuat di antara ruang
tempat pemandu dengan beban yang berat seperti balak akan mencegah
muatan yang berinersia besar mencederakan pemandu sekiranya berlaku
kemalangan atau perlu menghentikan kenderaan secara tiba-tiba.
Sub-bahagian jisim untuk mengurangkan inersianya.
Gambar rajah 3.1.6:Muatan yang disimpan dalam beberapa
bahagian.Muatan cecair seharusnya disimpan dalam beberapa bahagian.
Setiap jisim yang terbahagi itu mempunyai inersia yang lebih kecil
dapat mengurangkan kesan inersia terhadap dinding gerabak
berbanding dengan jumlah jisim yang tersimpan dalam satu gerabak
besar.
Mengikat barang-barang pada kenderaan
Gambar rajah 3.1.7: Barangan yang diikat pada loriMengikat
barang-barang angkutan secara ketat pada lori atau kenderaan akan
mencegah barang itu terjatuh dari kenderaan. Ia juga dapat mencegah
barang daripada terhumban ke hadapan atau ke belakang apabila lori
atau kenderaan pengangkutan mula bergerak atau berhenti secara
tiba-tiba.
Rajah 8: Adaptasi terhadap Inersia kepada Pengangkutan
Barang2.2.4 Contoh Inersia
Rajah 9: Inersia Kepada Kapal Terbang
2.2 Hukum Gerakan Newton Kedua
Rajah 10: Hukum Gerakan Newton Kedua
Rajah 11: Momentum dan Daya Impuls
2.2.1 MomentumMenurut prinsip Keabdian momentum, jumlah momentum
dalam sistem tertutup adalah malar, jika tiada daya luar bertindak
ke atas sistem itu.
Rajah 12: Momentum
2.2.2 Contoh Fenomena yang berkaitan dengan Hukum Newton
KeduaBahan Api KenderaanLori menggunakan disel untuk berfungsi.
Jika ia menggunakan petrol biasa maka ia akan memecut dengan lebih
lambat.
Rajah 13: Bahan Api Kenderaan2.2.3 Contoh Eksperimen Berkaitan
dengan Momentum:Situasi 1:Terdapat dua lori yang serupa namun satu
lori telah dipenuhi dengan barang. Jika kedua-dua pemandu lori
menekan pedal minyak secara serentak dengan tekanan yang sama
dbekalkan untuk tujuhan enjin. Lori yang kosong akan memecut dengan
lebih cepat.
Perlaksanaan Eksperimen:JisimCara Perlaksanaan
EksperimenKeputusan
Kecil
Bergerak dengan pecutan yang besar.
Besar
Bergerak dengan pecutan yang kecil.
Daya yang dikenakan kepada troli perlu dimalarkan.
Kesimpulan:Pecutan semua objek bergantung pada jisimnya.
Jisim
Rajah 14: Eksperimen Kesan Jisim kepada Pecutan Kenderaan
Situasi 2 :Terdapat satu kereta biasa dan kereta lumba yang
mempunyai jisim yang sama sedang berlumba. Kereta lumba mempunyai
kapasiti yang lebih besar daripada kereta biasa. Kereta lumba akan
bergerak dengan lebih cepat.
Perlaksanaan Eksperimen:Daya Yang DikenakanCara Perlaksanaan
EksperimenKeputusan
Kecil
Bergerak dengan pecutan yang besar.
BesarBergerak dengan pecutan yang kecil.
Jisim troli yang diguna perlu dimalarkan.
Kesimpulan:Pecutan sesuatu objek adalah bergantung pada daya
yang bertindak ke atasnya. Daya pecutan.
Rajah 15: Eksperimen Kesan Daya kepada Pecutan Kenderaan
Berpandukan persamaan F=ma dapat membuat kesimpulan bahawa:Jenis
KenderaanKelajuan
Jisim
BesarRendah
KecilTinggi
Kapasiti enjin
TinggiTinggi
RendahRendah
Jadual 3.2.1: Kesimpulan yang dibuat berpandukan persamaan
F=ma.2.2.4 Aplikasi dalam PengangkutanRajah 16: Perekaan Kereta
Lumba
iii. Sistem Brek Anti-Kunci: Mengelakkan roda kereta daripada
terkunci semasa brek ditekan dan dipegang semasa kecemasan.
v. Sandaran Kepala: mengurangkan kesan terhadap kepala semasa
kereta sedang memecut.
vi. Beg Udara: mengelakkan penumpang daripada hentakan secara
terus dengan stering dan cermin hadapan kereta.
vii. Jalur Impak Sisi: Kuat dan kukuh untuk melindungi daripada
impak dari sisi.
Keselamatan Reka Bentuk Kereta:Daya impuls akan membawa kesan
seperti kerosakan kenderaan secara teruk dan mengakibatkan
kecederaan parah.viii. Tali pinggang Keledar: mengenakan daya
tarikan terhadap penumpang untuk memanjangkan masa tindakan.
i. Bamper: Mudah remuk semasa perlanggaran untuk memajangkan
masa tindakan dan mengurangkan daya impuls.ix. Ruang Penumpang:
Kuat dan tidak mudah remuk. Mengelakkan penumpang daripada terkena
daya dari luar secara terus.
ii. Cermin Keselamatan: Skrin tidak akan pecah bercerai semasa
perlanggaran.
iii. x. Zon Belakang Mudah Remuk: mudah remuk ketika
perlanggaran untuk memanjangkan masa tindakan dan mengurangkan daya
impuls.
iv. Papan Pemuka: Diperbuat daripada bahan yang lembut untuk
memanjangkan masa tindakan
Rajah 17: Reka Bentuk Kereta2.2.5 Daya seimbang dan Daya Tak
Seimbang
Rajah 1: Daya Tindakan dan Tindak BalasDaya Seimbang Apabila
daya-daya yang bertindak pada satu objek adalah seimbang, daya-daya
tersebut akan terbatal sesama lain.
Rajah 1: Daya Seimbang Objek dalam keseimbangan daya sama ada
pegun atau bergerak dengan halaju malar dalam garis lurus.
Rajah 1: Daya SeimbangDaya Tak Seimbang
Rajah 1: Daya Tak Seimbang
2.2.6 Contoh Daya Seimbang di Darat dan UdaraJenis
KenderaanPeneranganPersamaan
Kereta
Tujuhan ke hadapan, T, yang dibekalkan oleh enjin kereta
diimbangkan oleh daya geseran pada tayar dan rintangan udara. Berat
kereta, W, diimbangkan oleh daya tindak balas, R daripada
jalan.
T = G + FrFbersih = T (G Fr) = 0 W = R
Kapal Terbang
Tujahan enjin, T diimbangkan oleh satu leretan, G kesan daripada
rintangan undara.Berat kapal terbang, W, diimbangkan oleh daya
angkat, L, pada sayap.
T = GW = L
Rajah 1: Contoh Daya Seimbang Kenderaan
2.3 Hukum Gerakan Newton Ketiga Untuk setiap daya tindakan,
terdapat satu daya tindak balas yang mempunyai magnitud sama tetapi
bertindak balas pada arah yang bertentangan. Daya sentiasa
bertindak secara berpasangan. Pasangan daya yang bertindak
berpasangan itu disebut tindakan dan tindak balas. Jika benda A
mengenakan daya, F pada benda B, pada ketika yang sama benda B juga
akan mengenakan daya, F yang bermagnitud sama dalam arah yang
bertentangan ke atas benda A.
Rajah 1: Definisi Hukum Gerakan Newton Ketiga
2.3.1 Contoh Daya Tindakan & Tindak Balas:Kereta yang berada
dalam keadaan pegun di atas jalan.
Berat kereta itu diseimbangkan oleh daya tindak balas yang
dihasilkan oleh jalan ke atas kereta itu.
Rajah 2: Daya Tindakan dan Tindak Balas
Apabila roda berpusing, ke arah belakang, ia akan menghasilkan
daya yang sama pada arah yang bertentangan dan menyebabkan ia untuk
bergerak ke depan.
Rajah 2: Pegerakkan kereta
2.3.2 Aplikasi-aplikasi dalam Pengangkutan1. Sampan dan
Pendayung
Gambar Rajah 3: Operasi Sampan & Pendayung
Rajah 3: Operasi Sampan & Pendayung
2. Roket
Gambar 3: Roket
Rajah 4: Pelancaran Roket
3. Enjin Jet
Gambar 4: Enjin Jet
Rajah 5: Operasi Enjin Jet
Persamaan dan Perbezaan Roket dan Enjin Jet
Rajah 5: Persamaan Enjin Jet dengan Roket
Rajah 5: Perbezaan Enjin Jet dengan Roket