Dinamik putaran ialah cabang mekanik yang mengkaji gerakan putaran yang melibatkan daya, jisim dan faktor lain yang mempengaruhi gerakan putaran. Objek berputar jika semua bahagian objek bergerak mengelilingi paksi atau pangsi yang terletak pada salah satu bahagian objek. Gerakan putaran yang dikaji dalam topik ini memberi tumpuan kepada gerakan putaran mengelilingi paksi tetap. Pergerakan takal, kipas, pergerakan CD/DVD dalam bilik CD/DVD , pergerakan pintu atau tingkap, pergerakan silinder enjin, kipas helikopter atau kapal terbang, atau kipas kapal adalah beberapa contoh gerakan putaran mengelilingi paksi tetap. Pernahkah anda memerhatikan gasing berputar? Kedudukan paksi gasing berputar sentiasa berubah (kecondongan gasing cenderung berubah), oleh itu gerakan putaran seperti yang dialami oleh gasing berputar tidak dikaji dalam topik ini.
Prinsip Hitam
Memahami Prinsip-prinsip Hitam
Jika kita mencampurkan air panas dan sejuk dalam bekas terbuka (contohnya, baldi), haba akan berpindah dari air panas ke air sejuk. Oleh kerana bekas itu terbuka, sebahagian daripada haba akan berpindah ke udara. Bekas itu juga menjadi lebih panas. Haba yang dibebaskan oleh air panas bukan sahaja diserap oleh air sejuk tetapi juga oleh udara dan bekas. Dalam kes ini, baldi ialah sistem yang tidak terasing.
Apabila kita mencampurkan air panas dan sejuk dalam termos tertutup, haba akan berpindah dari air panas ke air sejuk. Termos ialah sistem terpencil , jadi tiada haba yang dipindahkan ke udara atau termos. Haba yang dibebaskan oleh air panas hanya diserap oleh air sejuk sehingga campuran mencapai keseimbangan terma.
Sistem dan persekitaran
Memahami Sistem dan Persekitaran
Sistem ialah objek atau kumpulan objek yang sedang dikaji. Objek lain di alam semesta dipanggil persekitaran. Biasanya, sistem dipisahkan daripada persekitarannya oleh "pembahagi/penghad/pemisah".
Sebagai contoh, katakan kita ingin mengkaji air dalam termos. Air di dalam termos membentuk sistem, manakala udara dan objek lain di luar termos membentuk persekitaran. Dinding termos, kedua-dua kaca di dalam dan plastik di luar, bertindak sebagai pembahagi. Termos air adalah salah satu contohnya.
Haba pendam
Memahami Haba Pendam
Jika anda memasukkan termometer merkuri ke dalam bekas yang mengandungi campuran air sejuk dan ais, anda akan memerhatikan bahawa selepas bergerak ke bawah, permukaan merkuri tidak bergerak atau tidak bergerak lagi. Permukaan merkuri berhenti bergerak selepas mencapai takat lebur air atau takat beku air (0 o C). Jika bekas terbuka, haba mengalir dari udara pada suhu yang lebih tinggi ke campuran ais dan air pada suhu yang lebih rendah. Haba tambahan dari udara menyebabkan ais cair. Apabila ais cair, adakah suhu campuran ais dan air berubah? Apabila ais cair, suhu campuran air dan ais tidak berubah.
Haba tentu
Haba tentu (c) ialah jumlah haba (Q) yang diperlukan untuk menaikkan suhu (T) bagi satu unit jisim (m) sesuatu objek sebanyak satu darjah. Formula untuk c ialah:
Sistem Unit Antarabangsa ialah J/Kg K.
Haba tentu sesuatu objek berubah mengikut suhu. Jika perubahan suhu tidak terlalu besar, nilai tersebut boleh dianggap malar. Berikut adalah nilai c untuk beberapa objek pada tekanan 1 atm dan suhu 20 ° C (diperoleh secara eksperimen).
Formula haba
Jika objek dengan suhu yang berbeza bersentuhan antara satu sama lain, haba secara semula jadi bergerak dari objek dengan suhu yang lebih tinggi ke objek dengan suhu yang lebih rendah. Pemindahan haba berhenti sebaik sahaja kedua-dua objek mencapai keseimbangan terma . Boleh dikatakan bahawa pemindahan haba menyebabkan perubahan suhu objek yang bersentuhan. Berdasarkan penjelasan ringkas ini, disimpulkan bahawa haba (Q) berkaitan dengan objek dan perubahan suhu (delta T) objek tersebut. Setiap objek mempunyai jisim (m) dan jenis objek juga berbeza.
Tayar haba mekanikal
Unit haba ialah kalori (disingkatkan kal). Kalori ialah jumlah haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 gram air sebanyak 1 C o (tepat dari 14,5 C hingga 15,5 C ). Jumlah haba yang diperlukan berbeza-beza untuk suhu air yang berbeza . Untuk jumlah haba yang sama, peningkatan suhu air sebanyak 1 C o hanya berlaku antara 14,5 C dan 15,5 C. Unit haba yang sering digunakan, terutamanya untuk menyatakan nilai tenaga makanan, ialah kilokalori (kkal). 1 kkal = 1000 kalori. Nama lain untuk 1 kkal = 1 Kalori (huruf besar K). Unit haba untuk sistem British ialah Btu (unit haba British). 1 Btu = jumlah haba yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 paun air sebanyak 1 F o (tepat dari 63 F hingga 64 F ).
Anomali air
Memahami Anomali Air
Setiap objek mengembang (isipadu meningkat) apabila suhu objek meningkat dan mengecut (isipadu menurun) apabila suhu objek menurun. Air juga mengembang apabila suhu meningkat dan mengecut apabila suhu menurun, tetapi tidak pada suhu 0 ° C – 4 ° C. Antara suhu 0 ° C dan 4 ° C, isipadu air berkurangan (air mengecut) apabila suhu meningkat. Jika kita memanaskan air pada suhu 0 ° C, semakin panas air, semakin banyak isipadu air berkurangan. Proses pengecutan berhenti apabila air mencapai suhu 4 ° C. Di atas 4 ° C, isipadu air meningkat (air mengembang) apabila suhu meningkat. Sebaliknya, air mengembang (isipadu air meningkat) apabila suhu menurun dari 4 ° C kepada 0 ° C. Keanehan air ini dikenali sebagai anomali air.
Pemuaian
Jika anda memerhatikan kabel elektrik dengan teliti, anda akan mendapati ia melengkung ke bawah kerana kendur. Mengapakah kabel elektrik sengaja dilonggarkan, dan bukannya ditegangkan? Kebanyakan bumbung di Flores dan Lembata, Nusa Tenggara Timur, diperbuat daripada zink (Zn). Pada siang hari atau pada waktu malam, bumbung zink mengeluarkan bunyi bising. Mengapakah zink mengeluarkan bunyi bising? Jika anda tinggal di pulau Jawa, anda mungkin pernah memerhatikan landasan kereta api. Terdapat jurang pada sambungan rel. Apakah fungsi jurang pada sambungan rel ini? Terdapat banyak perkara yang boleh anda fikirkan dan tanyakan berkaitan dengan topik pengembangan.
Termometer gas
Jika kita menentukur pelbagai jenis termometer, contohnya termometer merkuri dan termometer alkohol, skala kedua-dua termometer adalah sama hanya pada 0 ° C (atau 32 ° F) dan 100 ° C (atau 212 ° F). Jika kita menggunakan kedua-dua termometer untuk mengukur suhu udara, nombor yang ditunjukkan oleh setiap termometer tidak semestinya sama. Mungkin termometer merkuri menunjukkan 48 ° C, manakala termometer alkohol menunjukkan 46 ° C. Ini kerana kadar pengembangan merkuri dan alkohol adalah berbeza. Begitu juga dengan jenis termometer lain, seperti termometer bimetal, dsb. Skala suhu yang ditentukan dengan cara ini sangat bergantung pada sifat bahan yang digunakan.