2.6 Prinsip Bernoulli
Anda akan memerihalkan kesan halaju bendalir kepada tekanan, menerangkan terhasilnya daya angkat dan mengenal pasti aplikasi prinsip Bernoulli.
SP 2.6.1Memerihalkan kesan halaju bendalir kepada tekanan.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Memerihalkan
Murid perlu menerangkan bahawa halaju bendalir yang tinggi menghasilkan kawasan bertekanan rendah dan menyatakan prinsip Bernoulli.
- IsiAktiviti tiup kertas dan belonHuraian
Meniup di atas kertas menyebabkan kertas terangkat; meniup di antara dua belon tergantung menyebabkan belon bergerak mendekat. Udara laju menghasilkan tekanan rendah.
ContohDua belon tergantung bergerak rapat apabila udara ditiup di antara keduanya dengan penyedut minuman.
- IsiTiub venturi dan prinsip BernoulliHuraian
Dalam tiub venturi, bahagian sempit mempunyai halaju bendalir tertinggi dan tekanan terendah. Prinsip Bernoulli: tekanan bendalir berkurang apabila halajunya bertambah, dan sebaliknya.
ContohTurus air dalam tiub menegak di bahagian sempit tiub venturi paling rendah.
NotaPrinsip Bernoulli
Prinsip Bernoulli menyatakan bahawa apabila halaju suatu bendalir bertambah, tekanan dalam bendalir itu berkurang, dan sebaliknya. Contoh: apabila udara ditiup di atas sehelai kertas, kertas terangkat kerana tekanan di atasnya berkurang. Dalam tiub venturi, bahagian sempit mempunyai halaju air paling tinggi dan tekanan paling rendah.
SP 2.6.2Menerangkan bahawa daya angkat terhasil akibat perbezaan tekanan disebabkan oleh halaju bendalir yang berbeza.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Menerangkan
Murid perlu memberi sebab daya angkat terhasil pada aerofoil dan bola ping pong dalam corong turas, menggunakan prinsip Bernoulli, F = (P₂ − P₁)A dan Hukum Newton Ketiga.
- IsiPrinsip Bernoulli pada aerofoilHuraian
Udara di atas aerofoil lebih laju, tekanan lebih rendah daripada di bawah. Daya angkat F = (P₂ − P₁)A berarah dari kawasan tekanan tinggi ke tekanan rendah.
ContohP₂ − P₁ = 800 Pa pada sayap 25 m²: F = 800 × 25 = 20 000 N ke atas.
- IsiHukum Newton Ketiga dan sudut serangHuraian
Sayap dengan sudut serang memesongkan udara ke bawah; udara bertindak balas menolak sayap ke atas, menambah daya angkat.
ContohKapal terbang mendongakkan hidung semasa berlepas untuk menambah sudut serang.
- IsiCorong turas dan bola ping pongHuraian
Udara ditiup melalui corong bergerak laju di atas bola, tekanan di atas rendah; tekanan lebih tinggi di bawah menahan bola dalam corong walaupun corong menghala ke bawah.
ContohBola ping pong tidak jatuh dari corong terbalik selagi udara ditiup kuat.
Peta pelbagai alirTerhasilnya daya angkat pada aerofoil
Peta alirContoh: daya angkat sayap
- Tekanan di bawah sayap 1.05 × 10⁵ Pa, di atas 1.02 × 10⁵ Pa; luas sayap 20 m².
- ΔP = 105 000 Pa − 102 000 Pa = 3000 Pa
- Daya angkat = ΔP × A = 3000 Pa × 20 m²
- Daya angkat = 60 000 N
SP 2.6.3Berkomunikasi tentang aplikasi prinsip Bernoulli dalam kehidupan.
Huraian SPApa yang perlu dikuasai
Untuk guru: kata tugas Berkomunikasi
Murid perlu menerangkan aplikasi prinsip Bernoulli dalam penunu Bunsen, kereta lumba, sukan dan aeronautik, termasuk reka bentuk kapal terbang kertas.
- IsiPenunu Bunsen dan kereta lumbaHuraian
Gas laju keluar dari jet menghasilkan tekanan rendah yang menyedut udara masuk untuk pembakaran lengkap. Spoiler kereta lumba berbentuk aerofoil songsang menghasilkan daya ke bawah untuk cengkaman.
ContohLubang udara penunu Bunsen dibuka, nyalaan menjadi biru.
- IsiSukan dan aeronautikHuraian
Bola yang berpusing menyebabkan beza halaju udara di dua sisinya, maka laluan bola melengkung. Sayap kapal terbang menghasilkan daya angkat.
ContohSepakan pisang dalam bola sepak; projek STEM kapal terbang kertas dengan sayap melengkung dan sudut serang kecil terbang lebih jauh.
JadualAplikasi prinsip Bernoulli
| Aplikasi | Penerangan |
|---|---|
| Penunu Bunsen | Gas laju melalui jet, tekanan rendah menyedut udara masuk untuk pembakaran lengkap |
| Penyembur racun serangga | Udara laju di atas tiub, tekanan rendah menyedut cecair naik |
| Spoiler kereta lumba | Aerofoil songsang menghasilkan daya ke bawah untuk cengkaman |
| Sayap kapal terbang | Menghasilkan daya angkat |
| Bola berpusing (sepakan pisang) | Beza halaju udara di dua sisi bola melengkungkan laluan |
| Dua kapal belayar bersebelahan | Air laju di antara kapal, tekanan rendah boleh menyebabkan perlanggaran |
Ingat: mnemonik & kad imbas
Mnemonik
- HTTR
- Halaju Tinggi, Tekanan Rendah
Kad imbas
- Prinsip Bernoulli
- Halaju bendalir bertambah, tekanan berkurang
- Bahagian tiub venturi bertekanan paling rendah
- Bahagian paling sempit (halaju paling tinggi)
- Punca daya angkat pada sayap
- Udara di atas sayap lebih laju, tekanan lebih rendah daripada di bawah
- Fungsi spoiler kereta lumba
- Menghasilkan daya ke bawah untuk cengkaman tayar
- Penunu Bunsen dan Bernoulli
- Gas laju mencipta tekanan rendah yang menyedut udara masuk
Semak kefahaman
Nyatakan Prinsip Bernoulli. (SP 2.6.1)
Lihat jawapan
Apabila halaju bendalir bertambah, tekanan bendalir itu berkurang.
Namakan bentuk keratan rentas sayap kapal terbang. (SP 2.6.2)
Lihat jawapan
Bentuk aerofoil.
Berikan satu aplikasi Prinsip Bernoulli. (SP 2.6.3)
Lihat jawapan
Penunu Bunsen, penyembur racun serangga dan karburetor menggunakan Prinsip Bernoulli.
13 soalan latihan pelbagai aras, kad imbas dan Kad Tahniah ada dalam mod interaktif.
Tahap Penguasaan (TP)
| TP | Tafsiran |
|---|---|
| TP1 | Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Tekanan. |
| TP2 | Memahami Tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut. |
| TP3 | Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah. |
| TP4 | Menganalisis pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam. |
| TP5 | Menilai pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan. |
| 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. |
Untuk guru: cadangan aktiviti mencapai TP (6)
- TP1
Mengingat kembali pengetahuan dan kemahiran asas sains mengenai Tekanan.
Aktiviti: Murid memadankan kad 'halaju bendalir tinggi' dan 'tekanan rendah' dengan gambar meniup di atas helaian kertas dan menyebut bahawa kertas terangkat. 10 minit.
Evidens PBD: Padanan kad dan sebutan lisan dicatat guru
SP disasar: 2.6.1 · Latihan sepadan: aras Mengingat - TP2
Memahami Tekanan serta dapat menjelaskan kefahaman tersebut.
Aktiviti: Murid meniup antara dua belon yang digantung dan di atas kertas, memerhati pergerakan dan menerangkan prinsip Bernoulli bahawa halaju tinggi menghasilkan tekanan rendah dan menyebabkan daya angkat.
Evidens PBD: Pemerhatian dan penerangan prinsip Bernoulli
SP disasar: 2.6.1, 2.6.2 · Latihan sepadan: aras Memahami - TP3
Mengaplikasikan pengetahuan mengenai Tekanan untuk menerangkan kejadian atau fenomena alam dan melaksanakan tugasan mudah.
Aktiviti: Murid melabel rajah sayap kapal terbang dengan arah aliran udara, tekanan tinggi dan rendah serta daya angkat, kemudian menyebut satu lagi aplikasi Bernoulli seperti penyembur atau karburetor.
Evidens PBD: Rajah berlabel dan satu aplikasi tambahan
SP disasar: 2.6.2, 2.6.3 · Latihan sepadan: aras Mengaplikasi - TP4
Menganalisis pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah mengenai kejadian atau fenomena alam.
Aktiviti: Murid menganalisis mengapa bumbung rumah boleh tercabut ketika ribut kuat menggunakan prinsip Bernoulli, melukis rajah aliran udara dan menerangkan perbezaan tekanan di atas dan di bawah bumbung.
Evidens PBD: Rajah aliran udara dan penerangan perbezaan tekanan
SP disasar: 2.6.1, 2.6.3 · Latihan sepadan: aras Menganalisis - TP5
Menilai pengetahuan mengenai Tekanan dalam konteks penyelesaian masalah dan membuat keputusan untuk melaksanakan satu tugasan.
Aktiviti: Murid menilai dua reka bentuk bumbung atau sayap (rata dan melengkung) dari segi daya angkat dan keselamatan dengan prinsip Bernoulli, lalu memutuskan reka bentuk yang lebih sesuai dan mewajarkan pilihan.
Evidens PBD: Justifikasi bertulis dua reka bentuk dengan prinsip Bernoulli
SP disasar: 2.6.2, 2.6.3 · Latihan sepadan: aras Menilai dan Menghayati - 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: Dalam kumpulan, murid mereka bentuk dan menguji kapal terbang kertas atau sayap model dengan lengkungan berbeza, merekod jarak terbang atau daya angkat dan menerangkan reka bentuk terbaik melalui prinsip Bernoulli.
Evidens PBD: Model, data ujian dan penerangan reka bentuk terbaik
SP disasar: 2.6.2, 2.6.3 · 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.