2 2 Inersia

PELAJARA N2

Inersia

Pengertian Inersia Inersia adalah sifat semulajadi bagi suatu jasad yang berjisim menentang perubahan dalam gerakan yang tiba-tiba. Perubahan dalam gerakan bermaksud dari keadaan rehat ke bergerak atau dari keadaan bergerak ke rehat. Secara ringkasnya inersia ialah sifat enggan berubah pada suatu jasad apabila dilakukan perubahan gerakan terhadap objek itu Contoh-contoh fenomema harian atau eksperimen ringkas untuk menunjukkan fenomena inersia. (i) Dari keadaan rehat ke bergerak:(eksperimen ringkas)

Tarik kertas tebal dengan cepat. Didapati duit syiling jatuh ke dalam gelas dan tidak bergerak bersama-sama kertas tebal. Ini disebabkan duit syiling mempunyai inersia terus mengekalkan keadaan rehatnya dan menentang perubahan gerakan yang cuba dilakukan ke atasnya. (ii) Dari keadaan bergerak ke rehat:(fenomena harian) Penumpang-penumpang dalam sebuah kenderaan akan terhumban ke hadapan apabila kenderaan itu diberhentikan dengan tiba-tiba. Ini disebabkan semasa kenderaan itu bergerak halaju penumpang sama dengan halaju kenderaan. Apabila kenderaan itu diberhentikan,penumpang akan mengekalkan halajunya dan tidak berhenti bersama-sama kenderaan kerana penumpang mempunyai inersia yang menentang perubahan gerakan yang cuba dilakukan ke atas penumpang.

Contoh-contoh lain fenomema berkaitan dengan Inersia Fenomema 1.Untuk menuangkan sos ke makanan kita mesti menggerakkan botol sos dan kemudian memberhentikannya 2. Kita mesti mesti memusingkan payung dengan laju untuk mengeringkannya

Keterangan

Hubungan jisim dan inersia Apabila jisim bertambah maka inersia akan bertambah. Eksperimen untuk menentukan hubungan jisim dan inersia

Gantung dua baldi yang sama besar di mana salah satunya berisi pasir. Tolak kedua-dua baldi serentak dan selepas berayun beberapa ketika hentikan kedua-dua baldi serentak. Didapati baldi yang berisi pasir lebih sukar digerak dan dihentikan. Ini menunjukkan baldi yang berjisim lebih besar mempunyai sifat menentang prubahan dalam gerakan(inersia) yang lebih besar. Oleh itu apabila jisim bertambah,inersia bertambah. Neraca inersia (i)

Kegunaan Ialah untuk menentukan atau membandingkan jisim suatu jasad.

(ii) Struktur neraca inersia.

(iv) Eksperimen untuk menunjukkan tempoh ayunan tidak dipengaruhi daya tarikan graviti bumi. Masukkkan satu silinder besi dalam rak. Ayun secara mengufuk, Catat masa 10 ayunan =t Kira tempoh ,T = t/10 Ulangi eksperimen dengan menggantung silinder besi dengan seutas tali dalam keadaan tegak lurus supaya berayun tanpa kesan graviti. Didapati tempoh,T adalah tetap.

(iii) Hubungan antara jisim,m dengan tempoh ayuanan,T bagi neraca inersia. Kuasadua tempoh ayunan berubah secara langsung dengan jisim. T2 α m T2

=

(v) Eksperimen untuk menunjukkan tempoh ayunan tidak dipengaruhi daya tarikan magnet Masukkkan satu silinder besi dalam rak. Ayun secara mengufuk, Catat masa 10 ayunan =t Kira tempoh ,T = t/10 Ulangi eksperimen dengan meletakkan magnet mengufuk berdekatan dengan silinder . Didapati tempoh,T adalah tetap.

pemalar m

Contoh 1 Apabila seketul plastisin 40 g dilekatkan pada sebatang mata gergaji besi yang diapit dengan apiit- G didapati tempoh ayunannya ialah 4.0 saat.Berapakah jisim sebiji epal yang dilekatkan pada mata gergaji besi itu jika tempohya adalah 9.0 saat. Penyelesaian

TUTORIA L2 1

Inersia sesuatu objek adalah

A B jasad C D

(iv) Kaedah menentukurkan neraca inersia. Tentukan jisim satu silinder besi = m Ayunkan neraca secara mengufuk Catatkan masa 10 ayunan = t Kirakan tempoh T = t/10 Kirakan nilai T2 Ulangi eksperimen sebanyak 5 kali dengan menambahkan silinder besi pada rak. Lukiskan graf T2 lawan m

2

Daya geseran yang wujud ketika objek mula bergerak Sifat semulajadi pada objek bagi menentang perubahan gerakan jasad

Inersia suatu objek dipengaruhi oleh A B C D

3

Perubahan halaju sesuatu objek Daya bertentangan dengan gerakan

pecutan jasad halaju jasad jisim jasad suhu jasad

Fenomena-fenomena berikut adalah berdasarkan prinsip inersia kecuali A

Telur masak dan telur tidak dimasak diputar untuk menentukan perbezaannya

B C D

4

Neraca inersia digunakan untuk membandingkan A B C D

5

............................................................ ......................... (b) Nyatakan sebab bagi (a) di atas.

100 g 200 g 300 g

B D

............................................................ ......................... (c) Apakah yang terjadi tempoh ayunan kedua-dua spring jika eksperimen ini dilakukan di bulan. ............................................................ ......................... 9

150 g 250 g

Apabila sebuah kereta yang sedang bergerak berhenti dengan tibatiba,penumpang di dalamnya akan terhumban ke hadapan.Ini disebabkan A B C D

............................................................ .........................

Pecutan graviti Amplitud ayunan Jisim silinder besi Daya tolakan yang dikenakan

Apabila silinder besi berjisim 100 g dimasukkan dalam rak neraca inersia didapati tempoh ayunannya ialah 4.8 saat.Berapakah jisim silinder besi yang dimasukkan dalam rak neraca jika tempohya adalah 6.8 saat. A C E

7

jisim jasad berat jasad pecutan jasad momemtum jasad

8 Dua spring yang serupa digantungkan pemberat berjisim 2 kg dan 5 kg masingmasing.Kedua-dua pemberat disesarkan ke bawah dan kemudiannya dilepaskan serentak. (a) Bandingkan tempoh ayunan keduadua spring itu.

Tempoh ayunan sebuah neraca inersia dipengaruhi oleh A B C D

6

Penumpang-penumpang terhumban ke hadapan apabila kenderaan diberhentikan dengan tiba-tiba Payung dipusingkan dengan cepat untuk mengeringkan air hujan yang terlekat kepadanya Dua buah bot laju akan berlanggar apabila kedua-duanya bergerak berhampiran satu sama lain

inersia kereta tarikan graviti inersia penumpang tindak balas penumpang

(a) Set radas dibina daripada bongkah logam yang diikat benang P dan benang Q yang tergantung pada siling seperti pada rajah. Apa yang akan berlaku dan beri sebab jika (i) benang Q ditarik ke bawah secara perlahan- lahan dengan menambahkan daya tarikan secara beransur-ansur? ............................................................ .........................

............................................................ ......................... (ii) benang Q disentak dengan satu daya yang kuat? ............................................................ ......................... ............................................................ .........................

................................................................... .......................... (c) Apakah pertalian antara jisim,m dan tempoh getaran,T. ................................................................... .......................... ................................................................... ..........................

............................................................ ......................... ............................................................ .........................

(d) Pelajar itu menggunakan neraca inersia ini untuk menentukan jisim satu objek dan apabila objek itu diletak pada neraca tempoh getaran ialah 2.8 saat. Berapakah jisim objek itu. 11 (a) Mengapakah adalah lebih sukar untuk memulakan dan untuk memberhentikan troli yang berisi barang berbanding dengan troli yang kosong.

10 Rajah menunjukan sebuah neraca inersia. Dengan alat ini jisim sesuatu jasad boleh dapati dengan membandingkan tempoh getarannya dengan tempoh getaran satu jasad yang diketahui jisimnya.Dalam satu eksperimen untuk menentukur satu neraca inersia, seorang pelajar mendapat keputusan berikut: Jisim m/kg

Tempoh T/ s

2

T

/S

2

m T2

( 1 T.P.) 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

0.82 1.00 1.15 1.29 1.41

(a) Lengkapkan jadual di atas (b) Apakah unit bagi m

T2

(b) Huraikan satu rangka eksperimen untuk mencari hubungan antara dua pemboleh ubah yang terlibat dalam (a) di atas. Dalam huraian anda perkaraperkara berikut mesti dinyatakan. Tujuan dan Hipotesis Pemboleh ubah- pemboleh ubah yang terlibat Mendefinasi pemboleh ubah secara operasi Radas mencukupi dan berfungsi Keadah mengawal pembolehubah Menjadual data Kaeadah menganalisis