Langkau ke kandungan
Fizik · Tingkatan 5 (SPM) · 2.0 TEKANAN

2.1 Tekanan Cecair

Anda akan memahami konsep tekanan cecair P = hρg, mengeksperimen faktor yang mempengaruhinya, menyelesaikan masalah dan mengaitkannya dengan aplikasi harian.

  • KSSM
  • 4 SP
  • 16 latihan
  • Percuma
Belajar & latih secara interaktifSemua unit Fizik Tingkatan 5

SP 2.1.1Berkomunikasi tentang konsep tekanan cecair P = hρg.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Berkomunikasi

Murid perlu menerangkan konsep tekanan cecair dan menerbitkan P = hρg daripada P = F/A dan ρ = m/V.

  1. IsiTerbitan P = hρg
    Huraian

    Turus cecair setinggi h dan luas A: V = Ah, m = ρAh, berat = ρAhg; P = berat/A = hρg.

    Contoh

    Air setinggi 0.5 m dalam bekas: P = 0.5 × 1000 × 9.81 = 4905 Pa pada dasar.

  2. IsiMaksud setiap simbol
    Huraian

    h kedalaman dari permukaan (m), ρ ketumpatan cecair (kg m⁻³), g pecutan graviti (m s⁻²); P dalam pascal (Pa).

    Contoh

    Pada kedalaman 0.5 m dalam minyak (ρ = 800 kg m⁻³): P = 0.5 × 800 × 9.81 = 3924 Pa.

NotaKonsep tekanan cecair

Tekanan cecair ialah tekanan yang disebabkan oleh berat turus cecair di atas suatu titik. Bagi turus cecair setinggi h, berat = mg = (ρAh)g, maka tekanan P = berat/luas = hρg. P dalam pascal (Pa), h kedalaman (m), ρ ketumpatan cecair (kg m⁻³), g pecutan graviti (9.81 m s⁻²). Tekanan cecair bertindak ke semua arah dan tidak bergantung pada luas permukaan atau bentuk bekas.

SP 2.1.1

Peta alirTerbitan P = hρg

  1. Isi padu turus cecair, V = Ah
  2. Jisim, m = ρV = ρAh
  3. Berat, W = mg = ρAhg
  4. Tekanan, P = W/A = ρAhg/A
  5. P = hρg
SP 2.1.1

SP 2.1.2Mengeksperimen untuk mengkaji faktor yang mempengaruhi tekanan cecair.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Mengeksperimen

Murid perlu menjalankan eksperimen untuk mengkaji faktor kedalaman dan ketumpatan cecair, menunjukkan luas keratan rentas dan bentuk bekas tidak mempengaruhi tekanan, dan membincangkan arah tekanan.

  1. IsiFaktor kedalaman
    Huraian

    Dimanipulasikan: kedalaman. Bergerak balas: beza aras manometer. Dimalarkan: ketumpatan cecair. Hipotesis: semakin dalam, semakin tinggi tekanan.

    Contoh

    Corong tisel pada 10 cm, 20 cm, 30 cm dalam air: beza aras manometer bertambah.

  2. IsiFaktor ketumpatan
    Huraian

    Dimanipulasikan: ketumpatan cecair. Dimalarkan: kedalaman. Hipotesis: semakin tinggi ketumpatan, semakin tinggi tekanan.

    Contoh

    Pada 20 cm, air garam memberi beza aras lebih besar daripada air paip.

  3. IsiFaktor yang tidak mempengaruhi dan arah tekanan
    Huraian

    Bekas berlainan bentuk dan luas keratan rentas berisi air pada aras sama memberi tekanan sama di dasar. Tekanan pada satu titik bertindak pada semua arah, dan titik pada aras sama mempunyai tekanan sama.

    Contoh

    Air mencapai aras sama dalam semua tiub bekas berhubung (pelbagai bentuk); corong tisel dipusing ke pelbagai arah pada kedalaman sama memberi bacaan sama.

Peta alirEksperimen: kedalaman dan tekanan cecair

  1. Isi silinder penyukat tinggi dengan air dan sambungkan corong tisel bermembran kepada manometer.
  2. Turunkan corong tisel ke kedalaman 10.0 cm dan ukur beza aras air dalam manometer, Δh.
  3. Ulang pada kedalaman 20.0 cm, 30.0 cm, 40.0 cm dan 50.0 cm.
  4. Plot graf Δh melawan kedalaman.
  5. Ulang menggunakan cecair berlainan ketumpatan (air, air garam) pada kedalaman sama untuk mengkaji faktor ketumpatan.
SP 2.1.2

JadualPemboleh ubah eksperimen (faktor kedalaman)

AspekButiran
Pemboleh ubah dimanipulasikanKedalaman, h
Pemboleh ubah bergerak balasTekanan cecair (beza aras manometer, Δh)
Pemboleh ubah dimalarkanKetumpatan cecair
HipotesisSemakin bertambah kedalaman, semakin bertambah tekanan cecair
PemerhatianΔh bertambah apabila kedalaman bertambah; air garam memberi Δh lebih besar
InferensTekanan cecair bergantung pada kedalaman dan ketumpatan
SP 2.1.2

SP 2.1.3Menyelesaikan masalah yang melibatkan tekanan cecair.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Menyelesaikan

Murid perlu mengira tekanan cecair dengan P = hρg, dan tekanan sebenar pada objek dengan mengambil kira tekanan atmosfera.

  1. IsiTekanan cecair
    Huraian

    Gantikan h, ρ dan g ke dalam P = hρg dengan unit SI.

    Contoh

    Air pada kedalaman 8 m: P = 8 × 1000 × 9.81 = 78 480 Pa.

  2. IsiTekanan sebenar
    Huraian

    Tekanan sebenar pada objek dalam cecair = Patm + hρg.

    Contoh

    Ikan pada kedalaman 8 m, Patm = 1.01 × 10⁵ Pa: P = 101 000 + 78 480 = 179 480 Pa.

Peta alirContoh: tekanan air pada kedalaman 5 m

  1. h = 5 m, ρ air = 1000 kg m⁻³, g = 9.81 m s⁻²
  2. P = hρg = 5 m × 1000 kg m⁻³ × 9.81 m s⁻²
  3. P = 49 050 Pa ≈ 4.91 × 10⁴ Pa
SP 2.1.3

SP 2.1.4Berkomunikasi tentang aplikasi tekanan cecair dalam kehidupan.

Huraian SPApa yang perlu dikuasai

Untuk guru: kata tugas Berkomunikasi

Murid perlu menerangkan aplikasi tekanan cecair dalam kehidupan dan mengkaji faktor kadar pemindahan cecair oleh sifon.

  1. IsiTangki air, intravena dan empangan
    Huraian

    Tangki air diletak tinggi supaya tekanan air paip mencukupi; beg intravena digantung lebih tinggi daripada badan pesakit supaya tekanan cecair melebihi tekanan darah; dinding empangan lebih tebal di bawah dan empis air (penstock) diletak di bahagian bawah empangan yang bertekanan tinggi untuk memutar turbin.

    Contoh

    Tangki di bumbung 10 m di atas paip dapur memberi tekanan tambahan 10 × 1000 × 9.81 = 98 100 Pa.

  2. IsiSifon
    Huraian

    Sifon memindahkan cecair dari bekas tinggi ke bekas rendah melalui tiub yang dipenuhi cecair, disebabkan beza tekanan akibat beza aras. Kadar pemindahan bertambah jika diameter tiub lebih besar, tiub lebih pendek dan beza ketinggian relatif antara bekas lebih besar.

    Contoh

    Mengosongkan akuarium dengan tiub getah: hujung tiub diletak lebih rendah daripada aras air akuarium.

Peta pelbagai alirTekanan cecair bertambah dengan kedalaman

SebabBerat turus cecair bertambah dengan kedalamanP = hρg berkadar terus dengan h
Tekanan cecair tinggi di bahagian dalam
AkibatDinding empangan dibina lebih tebal di bahagian bawahTangki air diletakkan di tempat tinggi untuk tekanan bekalan yang cukupBeg titisan intravena digantung lebih tinggi daripada lengan pesakitKapal selam dibina dengan badan tebal dan kuat
SP 2.1.4

Ingat: mnemonik & kad imbas

Mnemonik

DKG
Tekanan cecair P = hρg bergantung pada Dalam (h), Ketumpatan (ρ) dan Graviti (g)

Kad imbas

Rumus tekanan cecair
P = hρg
Dua faktor yang mempengaruhi tekanan cecair
Kedalaman dan ketumpatan cecair
Tekanan air pada kedalaman 2 m (g = 9.81 m s⁻²)
2 × 1000 × 9.81 = 19 620 Pa
Mengapa dinding empangan tebal di bawah?
Tekanan air paling tinggi di bahagian paling dalam
Adakah tekanan cecair bergantung pada bentuk bekas?
Tidak

Semak kefahaman

  1. Nyatakan tiga faktor dalam rumus P = hρg. (SP 2.1.1)

    Lihat jawapan

    Kedalaman (h), ketumpatan cecair (ρ) dan pecutan graviti (g).

  2. Nyatakan pemboleh ubah dimanipulasi dalam eksperimen corong tisel untuk mengkaji kesan kedalaman. (SP 2.1.2)

    Lihat jawapan

    Pemboleh ubah dimanipulasi ialah kedalaman corong tisel dalam air.

  3. Hitung tekanan air laut (ρ = 1030 kg m⁻³) pada kedalaman 10 m (g = 9.81 m s⁻²). (SP 2.1.3)

    Lihat jawapan

    P = hρg = 10 × 1030 × 9.81 = 101 043 Pa.

  4. Mengapakah dinding empangan dibina lebih tebal di bahagian bawah? (SP 2.1.4)

    Lihat jawapan

    Tekanan air paling tinggi di bahagian bawah kerana kedalaman paling besar.

16 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.

Tahap Penguasaan (TP)

TPTafsiran
TP1Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Tekanan.
TP2Memahami Tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
TP3Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.
TP4Menganalisis pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
TP5Menilai pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
TP6Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
  1. TP1

    Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Tekanan.

    Aktiviti: Murid memadankan simbol P, h, ρ dan g dengan maksud dan unit (Pa, m, kg m⁻³, m s⁻²) dalam rumus P = hρg melalui kad padanan berpasangan. 10 minit.

    Evidens PBD: Padanan kad simbol dan unit dicatat guru

    SP disasar: 2.1.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat
  2. TP2

    Memahami Tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.

    Aktiviti: Murid memerhati botol plastik dengan tiga lubang pada ketinggian berbeza yang diisi air, melukis pancutan air dan menerangkan mengapa lubang lebih bawah memancut lebih jauh dari segi kedalaman h.

    Evidens PBD: Lukisan pancutan dan penerangan hubungan kedalaman

    SP disasar: 2.1.1, 2.1.2 · Latihan sepadan: aras Memahami
  3. TP3

    Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.

    Aktiviti: Murid menjalankan eksperimen mengkaji faktor yang mempengaruhi tekanan cecair (kedalaman, ketumpatan cecair) menggunakan manometer atau tiub kaca, merekod data dalam jadual dan menulis kesimpulan.

    Evidens PBD: Jadual data, graf dan kesimpulan faktor tekanan cecair

    SP disasar: 2.1.2, 2.1.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi
  4. TP4

    Menganalisis pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.

    Aktiviti: Murid mengira tekanan cecair pada kedalaman 20 m dalam air laut (ρ = 1 020 kg m⁻³, g = 9.81 m s⁻²) dan membandingkan dengan air tawar (1 000 kg m⁻³), menulis unit Pa pada setiap langkah.

    Evidens PBD: Pengiraan dua tekanan dengan unit Pa

    SP disasar: 2.1.3, 2.1.4 · Latihan sepadan: aras Menganalisis
  5. TP5

    Menilai pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.

    Aktiviti: Murid menilai reka bentuk empangan yang lebih tebal pada dasar daripada bahagian atas dan mengira tekanan pada tiga kedalaman, lalu mewajarkan reka bentuk dari segi tekanan cecair.

    Evidens PBD: Pengiraan tiga kedalaman dan justifikasi reka bentuk

    SP disasar: 2.1.3, 2.1.4 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati
  6. TP6

    Mereka cipta menggunakan pengetahuan dan kemahiran sains mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah atau membuat keputusan dalam melaksanakan aktiviti/ tugasan dalam situasi baharu secara kreatif dan inovatif dengan mengambil kira nilai sosial/ ekonomi/ budaya masyarakat.

    Aktiviti: Murid mereka bentuk sistem bekalan air ke rumah berasaskan tangki tinggi, mengira tekanan pada paip dan menentukan ketinggian tangki minimum, kemudian menguji model kecil dengan botol dan tiub.

    Evidens PBD: Reka bentuk sistem, pengiraan dan data model

    SP disasar: 2.1.2, 2.1.3, 2.1.4 · Latihan sepadan: aras Mencipta

Cadangan sahaja; TP rasmi ditentukan guru melalui pertimbangan profesional (PBD). Buka unit dan latihan

Siapkan unit ini dalam mod interaktif untuk mendapat bintang, anggaran TP dan Kad Tahniah. Siapkan semua 25 unit Fizik Tingkatan 5 untuk Sijil Penghargaan SistemGuru.My.

Belajar & latih secara interaktifSemua unit Fizik Tingkatan 5

Unit lain dalam 2.0 TEKANAN

  1. 2.1 Tekanan Cecair
  2. 2.2 Tekanan Atmosfera
  3. 2.3 Tekanan Gas
  4. 2.4 Prinsip Pascal
  5. 2.5 Prinsip Archimedes
  6. 2.6 Prinsip Bernoulli