Nota penuh: 7.2 Tenaga Keupayaan Kenyal, Kinetik dan Keabadian Tenaga
Semua nota subtopik ini dalam satu halaman — sesuai untuk ulang kaji pantas.
Tenaga Keupayaan Kenyal
- Spring dimampat/diregang ada tenaga keupayaan kenyal — tersimpan sebab bentuk berubah 🌀
- Formula: TK kenyal = ½Fx. F = daya regangan/mampatan (N), x = sesaran dari keseimbangan (m)
- Kenapa ada ½? Kerja = luas bawah graf F-x, dan graf tu segitiga (½ × tapak × tinggi) 📐
- Stapler guna konsep ni — spring regang, lepas, dawai kokot terbang keluar 📎
- Ingat tukar unit! Spring 20 → 12 cm, daya 20 N → x = 8 cm = 0.08 m → ½ × 20 × 0.08 = 0.8 J
- x mesti diukur dari kedudukan keseimbangan (panjang asal), bukan panjang baharu ⚠️
- Eh, tahu tak? Pistol mainan spring pun guna tenaga keupayaan kenyal — bila spring 300 mm dimampat jadi 50 mm dengan daya 5 N, bola plastik 50 g boleh tembak keluar sampai 5 m s⁻¹! 🔫
Tenaga Kinetik
- Tenaga kinetik = tenaga yang dimiliki objek yang BERGERAK. Pegun? TK = sifar ⏸️
- Formula: TK = ½mv². m = jisim (kg), v = halaju (m s⁻¹)
- v itu KUASA DUA! Halaju naik 2 kali → TK naik 4 kali ganda. Sebab tu laju sikit pun bahaya ⚠️
- Tukar unit dulu: 360 km j⁻¹ = 360 000 ÷ 3 600 = 100 m s⁻¹. Trap kegemaran cikgu!
- Kereta api 500 000 kg bergerak 100 m s⁻¹ → TK = 2 500 000 000 J. Gila besar! 🚂
- Roller penggelek jalan: halaju rendah tapi TK tinggi sebab jisim dia gedabak
- Eh, tahu tak? Elektron yang super kecik (jisim 9 × 10⁻³¹ kg) tapi laju gila 4 × 10⁶ m s⁻¹ pun ada tenaga kinetik — cuma 7.2 × 10⁻¹⁸ J je. Kecik-kecik cili padi! ⚛️
Prinsip Keabadian Tenaga
- Prinsip Keabadian Tenaga: tenaga TAK BOLEH dicipta atau dimusnah, tapi BOLEH tukar bentuk 🦸
- Roller-coaster classic: atas bukit = TKG penuh, luncur turun jadi tenaga kinetik. Weee! 🎢
- Sistem ayunan (bandul ringkas & spring berbeban) sentiasa tukar TU ↔ TK
Bandul
- Hujung (X, Z): TUG max, TK sifar
- Tengah (Y): TUG min, TK max
Spring berbeban
- Teregang/termampat: TU kenyal max, TK sifar
- Keseimbangan: TK max
- Bukan semua tenaga berguna — sebahagian jadi tenaga haba sebab geseran (yang 'hilang')
- Eh, tahu tak? Tenaga kimia dalam bahan api fosil dikira 'tenaga berguna' sebab senang ditukar kepada tenaga haba dan cahaya melalui pembakaran! 🔥
Sistem Tertutup
- Sistem tertutup = takde daya luar macam geseran bertindak. No geseran, no tenaga haba 🔒
- Dalam sistem tertutup, jumlah TU + TK sentiasa MALAR (tetap). Total tak berubah! ⚖️
- Graf tenaga-sesaran: TK naik → TU turun, tapi garis 'jumlah tenaga' kekal lurus mendatar
- Guna prinsip ni untuk kira: ½Fx = ½mv² — samakan je, lepas tu solve untuk v
- Jawab soalan: sebut anggapan 'Tiada kehilangan tenaga ke persekitaran' — markah free! ✍️
- Contoh harian: ayunan buaian, objek jatuh, roller-coaster, kereta mainan berspring
- Eh, tahu tak? Dalam dunia sebenar susah nak jumpa sistem tertutup 100% — geseran hampir selalu ada, sebab tu buaian akan berhenti sendiri kalau tak ditolak! 🛝