Daya Dalam Keseimbangan

Vektor-vektor Dalam Keseimbangan


When 3 vectors are in equilibrium, the resultant vector = 0. After joining all the vectors tail to head, the head of the last vector will join to the tail of the first vector.
Apabila 3 vektor dalam keseimbangan, vektor paduannya = 0. Apabila melukis gambarajah vektor dengan  mengabungkan ekor satu vektor kepada kepala vektor yang lain, satu segitiga akan terbentuk.

Daya-daya Dalam Keseimbangan

Daya-daya dalam keseimbangan bermakna daya paduan dalam semua arah adalah sifar.
Jika daya-daya yang dikenakan ke atas satu objek adalah seimbang, mereka menghapuskan antara satu sama lain. Oleh itu, daya bersihnya ialah sifar.


Kesan :
  • Objek pegun tetap pegun [halaju = 0]
  • Objek bergerak akan terus bergerak dengan halaju malar [ pecutan = 0]

Contoh:

Rajah di atas menunjukkan satu beban berjisim 500g digantung oleh benang C. Benang C pula diikat kepada 2 benang A dan B. Cari tegangan benang A.

Jawapan:

Tegangan benang C, TC = berat beban = 5N.
Semua daya adalah dalam keseimbangan, maka,

Komponen menegak tegangan A = TC
TAcos60o = TC
TA = TC/cos60o
TA = 5/cos60o = 10N


External Link


Interactive Animation
Newton’s third Law of Motion – Java Applet

Leraian Daya

Leraian Vektor

  1. Satu vektor boleh dileraikan kepada dua komponen yang arahnya berserenjang antara satu sama lain.
  2. Biasanya dua komponen ini ialah
    1. komponen mengufuk
    2. komponen menegak
  3. Sama seperti kaedah segi empat selari vektor, kedua-dua komponen ini boleh digambarkan dalam gambar rajah leraian vektor seperti ditunjukkan di bawah.

Contoh:

Rajah di atas menunjukkan sebuah lori sedang menarik sebatang kayu balak dengan kabel besi. Jika tegangan pada kebel ialah 3000N dan daya geseran di antara kayu balak dan lantai ialah 500N, cari daya mengufuk yang dikenakan ke atas kayu balak itu.

Jawapan:
Komponen mengufuk daya tegangan pada kabel = 3000 cos30° =2598N
Geseran = 500N

Paduan daya mengufuk = 2598N – 500N =2098N

Contoh:

Rajah di atas menunjukkan dua daya bermagnitud 25N dikenakan ke atas satu objek berjisim 2kg. Cari pecutan objek itu dalam unit ms-2.

Jawapan:
Komponen mengufuk kedua-dua daya = 25cos45° + 25cos45° = 35.36N

Komponen menegak kedua-dua daya = 25sin45° – 25sin45° = 0N

Oleh itu, daya bersih yang dikenkan ke atas obejk itu = 35.36N

Pecutan objek boleh ditentukan daripada persamaan

F = ma
(35.36) = (2)a
a = 17.68 ms-2

External Link

Interactive Animation

Daya Paduan

  1. Paduan vektor ialah gabungan dua atau lebih vektor menjadi vektor tunggal yang boleh menggantikan vektor asal dan memberi kesan yang sama.
  2. Simbol untuk vektor paduan biasanya diwakili dengan dua anak panah yang sama dan sehala seperti yang ditunjukkan dalam Rajah di bawah.
  3. Penambahan dan penolakan. vektor tidak boleh dihitungkan seperti yang dilakukan. bagi kuantiti skalar
  4. Ini adalah kerana vektor ialah kuantiti yang mempunyai arah manakala kuantiti skalar tiada.

Paduan Vektor – Kaedah Segitiga



Untuk melakukan paduan vektor kaedah segitiga, sambungkan ekor bagi vektor yang kedua kepada kepala vektor pertama seperti ditunjukkan di dalam rajah di atas. Vektor berwarna merah ialah vektor paduan terbentuk.

Paduan Vektor – Kaedah Segiempat Selari


Untuk melakukan paduan vektor kaedah segiempat selari, sambungkan ekor bagi vektor pertama kepada ekor vektor pertama seperti ditunjukkan di dalam rajah di atas. Vektor berwarna merah ialah vektor paduan terbentuk.


Paduan Dua Vektor Berserenjang


Bagi vektor yang berserenjang, magnitud vektor boleh ditentukan dengan menggunakan teorem Pythagoras manakala arah vektor boleh ditentukan dengan menggunakan kaedah trigonometri seperti ditunjukkan di bawah:


Contoh:
Dua daya, P dan Q yang bermagnitud 10N dan 12N adalah berserenjang antara satu sama lain. Apakah magnitud daya paduan bagi kedua-dua daya itu apabila daya-daya itu dikenakan ke atas satu objek?

Jawapan:
Magnitud daya paduan
|F|= 10 2 + 12 2 =15.62N

Contoh:

Rajah di atas menunjukkan 4 daya yang bemagnitud 2N, 4N, 5N dan 8N dikenakan ke atas titik O. Semua daya ini adalah berserenjang antara satu sama lain. Berapakah magnitud daya paduan yang dikenakan ke atas titik O.

Jawapan:
Komponen mengufuk daya paduan terbentuk = 5 – 2 = 3N ke kanan
Komponen menegak daya paduan terbentuk =  8 – 4 = 4N ke bawah

Oleh itu, magnitud daya paduan bagi kedua-dua komponen ini,

|F|= 3 2 + 4 2 =5N


Kuantiti Vektor

Kuantiti Skalar dan Kuantiti Vektor

  1. Semua kuantiti fizik boleh dibahagi kepada dua jenis, iaitu
    1. Kuantiti Skalar
    2. Kuantiti Vektor
  2. Kuantiti skalar ialah kuantiti yang mempunyai magnitud sahaja seperti panjang, jarak, jisim, laju, kerja, dan sebagainya.
  3. Kuantiti vektor ialah kuantiti yang mempunyai magnitud dan arah seperti sesaran, halaju, momentum, daya, dan sebagainya.

Gambarajah Vektor

  1. Vektor biasanya diwakili oleh satu garis yang berarah.
  2. Panjang garis itu adalah magnitud vektor dan arah anak panah pula ialah arah vektor.
  3. Magnitud untuk sesuatu vektor misalnya vektor AB ditulis sebagai $v = {s \over t}$ $v = \frac{s}{t}$

Vektor Sama

  1. Dua vektor dikatakan sama jika kedua-duanya mempunyai magnitud dan arah yang sama.
  2. Dua vektor yang sama tidak semestinya bermula dan berakhir pada titik yang sama.

Vektor Negatif

Vektor negatif ialah vektor yang bermagnitud sama tetapi bertentangan arah dengan vektor yang dirujukkan.