3 4 Kekuatan Dan Ketegaran

PELAJARAN

(iii) Tali,kertas dan kulit adalah bahan yang mempunyai ketegaran yang rendah

(a) Kekuatan dan Ketegaran Bahan (i) Kekuatan Bahan

(iv) Kayu,keluli dan konkrit adalah bahan yang mempunyai ketegaran

Kekuatan sesuatu bahan ialah kebolehan sesuatu bahan itu menahan daya tindakan ke atasnya tanpa ia patah,pecah atau musnah. Kekuatan bahan terbahagi kepada tiga jenis: (i) Kekuatan regangan : keupayaan jasad untuk menahan daya yang cuba meregangkannya atau memanjangkankannya.

yang tinggi (v) Kapur mempunyai ketegaran yang tinggi tetapi ketegaran yang rendah

(ii) Kekuatan mampatan : keupayaan jasad untuk menahan daya yang cuba memampatkannya

(vi) Tali pinggang keledar mempunyai kekuatan yang tinggi tetapi ketegaran rendah

(iii) Kekuatan ricihan : keupayaan jasad untuk menahan daya yang cuba memutarkannya

(vii) Plastik mempunyai kekuatan dan ketegaran rendah. (iv) Langkah-langkah meningkatkan kekuatan dan ketegaran suatu bahan. (1) Menjauhkan kawasan yang mengalami daya mampatan dan daya regangan daripada paksi neutral. Paksi neutral ialah garis atau kawasan yang tidak mengalami pemanjangan atau pemampatan semasa daya dikenakan atau dialihkan.

(ii) Ketegaran Bahan Ketegaran suatau bahan ialah ialah kebolehan sesuatu bahan untuk menahan daya yang cuba mengubah bentuk atau saiz atau kedua-duanya. Berdasarkan Hukum Hooke , F = kx ,bahan yang sangat tegar mempunyai k yang tinggi. (iii) Contoh-contoh bahan yang mempunyai kekuatan dan ketgaran. (i) Pembaris diperbuat daripada kayu yang keras lebih kuat daripada pembaris yang diperbuat daripada kayu yang lembut.

Pembaris pada rajah(b) sukar dipatahkan,kerana permukan mengufuk lebih jauh dari paksi neutral . Oleh itu ketegaran bertambah. Silinder pepejal dan silinder berongga mempunyai ketegaran yang sama.

(ii) Papan lapis lebih kuat daripada papan kayu biasa

27

Alang berbentuk I , T dan L mempunyai ketegaran yang sama kuat daripada alang yang padat,malah lebih ringan dan kos pembinaan yang lebih rendah.

Begitu juga tetulang besi dimasukkan dalam simen untuk memperkuatkan bahan binaan. Dua papan kuat diglukan secara berserenjang antara satu sama lain kepada satu papan lemah akan menambahkan kekuatan papan lapis. (3)Mengelakkan gelinciran antara lapisan-lapisan atom dengan menjadikannya aloi.

Keluli lebih kuat daripada besi.Ini kerana keluli mempunyai atom-atom karbon untuk mengelakkan atom-atom besi tergelincir.

Jambatan diperbuat daripada gelagar dan bukan binaan pejal kerana ia sama kuat dan sama tegar disamping menjimatkan kos. (2) Menutupi lekuk /takik yang terdapat dalam satu bahan binaan.

Lekuk merupakan satu kelemahan dalam binaan bahan.Di kawasan lekuk tiada atom-atom untuk menentang daya regangan yang menyebabkan bahan mudah dipatahkan.

1

Batu kerikil dimasukkan dalam simen akan memperkuatkan bahan binaan.

A boleh patah dan mudah berubah bentuk B sukar patah dan mudah berubah bentuk C boleh patah dan sukar berubah bentuk D sukar patah dan sukar berubah bentuk

TUTORIAL

27

Sebatang rod dikatakan tegar tetapi tidak kuat kerana

2

Bahan yang mempunyai ketegaran yang tinggi tetapi kekuatan yang rendah adalah A C

3

B D

kapur keluli

Apabila kita memutarkan kain yang basah untuk mengeringkannya,kain tidak putus kerana kain mempunyai A B C D

4

plastik kertas

kekuatan kekuatan kekuatan kekuatan

7

ricihan putaran regangan mampatan

A C

Paksi neutral bagi satu jasad tegar

8

A mengalami daya regangan B mengalami daya mampatan C mengalami daya regangan dan mampatan D tidak mengalami daya regangan dan mampatan 5

Takik akan melemahkan bahan dan menyebabkan bahan patah apabila dikenakan daya.Pada arah manakah bahan perlu dibengkok supaya ia tidak patah?

B

A takat leburnya meningkat B ia tahan daripada sebarang cuaca C ia tidak mengalami pengoksidanan D gelinciran antara lapisan atom lebih sukar berlaku

D

B G dan H K dan L

Jambatan-jambatan biasanya dibina dengan struktur melengkung kerana A

Aloi didapati lebih tegar daripada logam tulen kerana

E dan F I dan J

C D

struktur melengkung adalah dalam keadaan meregang dan dapat menahan beban yang berat struktur melengkung adalah dalam keadaan mampatan dan dapat menahan beban yang berat struktur melengkung adalah rapat dan dapat menahan daripada berlakunya takik struktur melengkung adaklah dapat melicinkan peregerakan kenderaan yang melaluinya

9 Cara-cara untuk menguatkan bahan adalah

6

A dalam B dalam C

Sebatang kayu dibengkokkan dalam arah yang ditunjukkan seperti rajah di atas.Pada bahagian manakah kayu itu mungkin patah?

27

menambahkan batu kerikil konkrit menambah batang keluli konkrit mencampurkan logam berlainan jenis untuk membentuk aloi

D

menjadikan papan lapis disusun berselang seli antara yang lemah dengan yang kuat

…………………………………………… ………… …………………………………………… …………

10 Rajah menunjukkan sebatang pembaris plastik yang dikenakan daya menyebabkan ia membengkok.Pernyataan yang manakah benar?

(b) Rajah di atas menunjukkan dua alang yang mempunyai bentuk yang pejal pada rajah (a) dan berbentuk I pada rajah (b) tetapi adalah sama kuat.Nyatakan kebaikan alang berbentuk I.

A Kawasan PQ akan mengalami regangan B Kawasan RS mengalami regangan dan mampatan C Kawasan TU mengalami mampatan D Daya tolakan antara molekul akan dialami di kawasan PQ dan daya tarikan antara molekul dialami di kawasn TU

…………………………………………… ………… …………………………………………… …………

11 (a) (i) Berikan perbezaan antara kekuatan dan ketegaran bahan.

…………………………………………… ………… (c) (i) Mengapakah konkrit menjadi lebih kuat apabila dimampatkan dan menjadi lebih lemah apabila diregang?

…………………………………………… ………… …………………………………………… …………

…………………………………………… …………

…………………………………………… …………

…………………………………………… …………

…………………………………………… ………… (ii) Berikan satu contoh bahan yang tegar tetapi tidak kuat dan satu contoh bahan yang tidak kuat dan tidak tegar.

…………………………………………… ………… (ii) Mengapakah konkrit menjadi lebih kuat apabila apabila dicampurkan kerikil atau tetulang besi?

27

…………………………………………… ………… …………………………………………… ………… …………………………………………… ………… (d) Sebatang rod terdiri daripada banyak gentian kaca lebih kuat dan lebih mudah dibengkokkan daripada sebatang rod monofilamen yang berdiameter sama.Jelaskan jawapan anda. …………………………………………… ………… …………………………………………… …………

(e) Nyatakan dua kaedah lain untuk menambahkan kekuatan bahan. ……………………………………… ………… ……………………………………… …………

27