Reka Bentuk dan Teknologi soalan, bab 3

NamaKelasTarikh

Aplikasi teknologi (2.2): Reka bentuk mekanikal

44 markah. Guna mod Latihan untuk menyemak setiap jawapan, atau mod Peperiksaan untuk menjawab semua soalan dahulu. Sediakan sehelai kertas kosong dan pensel untuk soalan lakaran dalam Bahagian C.

Bahagian A: soalan objektif

10 markah

Jawab semua soalan. Pilih satu jawapan yang betul bagi setiap soalan.

Soalan 1

Komponen mekanikal manakah yang digunakan untuk memindahkan kuasa daripada sumber kepada penerima menggunakan giginya?

Gear
Bindu
Takal
Aci sesondol

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Gear ialah komponen yang digunakan untuk memindahkan kuasa; gigi pada badan gear menyalurkan kuasa daripada sumber kepada penerima (ms. 44).

Untuk guru: Mengingat, aras rendah, standard 2.2.1

Buku teks ms. 44

Soalan 2

Apakah fungsi bindu (chuck) pada mesin gerudi?

Menukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar
Mengurangkan geseran pada roda
Memegang dan mencengkam mata gerudi
Membuka dan menutup injap

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Bindu digunakan bersama mesin gerudi untuk memegang dan mencengkam mata gerudi (ms. 47). A ialah aci engkol, B galas bebola, D aci sesondol.

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 2.2.1

Buku teks ms. 47

Soalan 3

Pada roda sebuah basikal, komponen mekanikal manakah yang membenarkan roda berputar dengan mudah?

Tali sawat
Galas bebola
Aci engkol
Bindu

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Galas bebola yang terletak pada roda membenarkan roda berputar dengan mudah kerana mengurangkan geseran (ms. 48).

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 2.2.2

Buku teks ms. 48

Soalan 4

Sebuah kilang perlu menggerakkan beban yang berat secara mendatar dengan geseran yang kecil. Komponen mekanikal manakah yang paling sesuai?

Bindu
Aci sesondol
Tali sawat
Gelongsor

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Gelongsor berfungsi sebagai pengurang geseran bagi menggerakkan komponen, banyak digunakan dalam industri yang memindahkan beban berat secara mendatar (ms. 47).

Untuk guru: Mengaplikasi, aras sederhana, standard 2.2.1

Buku teks ms. 47

Soalan 5

Rajah 1 menunjukkan tuas X. Tuas X ialah tuas

Tuas dengan daya di kiri, beban di tengah dan fulkrum di kanan — Rajah 1

kelas 1, kerana fulkrum berada di tengah
kelas 2, kerana beban berada di tengah
kelas 3, kerana daya berada di tengah
kelas 1, kerana daya berada di hujung

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Beban terletak di antara daya dan fulkrum, maka X ialah tuas kelas 2 (contoh: kereta sorong, Rajah 2.2.2, ms. 45).

Untuk guru: Mengaplikasi, aras sederhana, standard 2.2.1

Buku teks ms. 45

Soalan 6

Pada sebuah motosikal berkuasa besar, tali sawat menghubungkan takal pemacu pada enjin dengan

takal dipacu
gear rak dan pinan
galas bebola
aci engkol

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Tali sawat digunakan untuk menghubungkan takal pemacu yang dipasang pada enjin atau motor elektrik dengan takal dipacu (ms. 46).

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 2.2.1

Buku teks ms. 46

Soalan 7

Antara pernyataan berikut, yang manakah benar tentang enjin kereta?
I  Aci engkol menukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar
II  Aci sesondol membuka dan menutup injap
III  Aci engkol membuka dan menutup injap
IV  Aci sesondol menghantar kuasa ke kotak gear

I dan III
I dan II
II dan IV
III dan IV

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Aci engkol menukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar dan menghantar kuasa ke kotak gear. Aci sesondol membuka dan menutup injap (ms. 46). III dan IV menukar fungsi kedua-dua komponen.

Untuk guru: Menganalisis, aras sederhana, standard 2.2.1

Buku teks ms. 46

Soalan 8

Antara peringkat berikut, yang manakah dilakukan sejurus selepas penghasilan komponen?

Membuat lakaran ceraian
Menyediakan komponen pembinaan
Pemasangan komponen
Kemasan

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Urutan: lakaran ceraian, menyediakan komponen, penghasilan komponen, pemasangan komponen, pengujian, kemasan (ms. 53). Selepas penghasilan komponen ialah pemasangan komponen.

Untuk guru: Mengingat, aras rendah, standard 2.2.6

Buku teks ms. 53

Soalan 9

Cat pada rangka besi sebuah gajet mudah tertanggal sehingga besi berkarat. Apakah penambahbaikan kemasan yang sesuai?

Menukar gear taji kepada gear dalam
Menambah saiz lampu pada gajet
Menambah satu lagi sesi kritik
Menggunakan cat elektrostatik

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Cat elektrostatik diperkenalkan bagi menangani kelemahan cat secara konvensional yang mudah tertanggal (ms. 55). Kemasan menutup kelemahan bahan seperti karat (ms. 57).

Untuk guru: Mengaplikasi, aras sederhana, standard 2.2.7

Buku teks ms. 55

Soalan 10

Pemegang lampu (pautan) pada lampu basikal dalam Rajah 2 mempunyai cengkaman yang kuat tetapi sukar dilaras jika diameter hendal berbeza. Penambahbaikan yang paling sesuai ialah

Lakaran lampu basikal dengan pemegang lampu (pautan) dan pengunci pemegang lampu (tuas) — Rajah 2

menukar bahan badan lampu kepada keluli yang lebih berat
mengecilkan saiz lampu supaya lebih mudah dibawa
menggunakan pencengkam boleh laras supaya sesuai dengan pelbagai diameter hendal
menggunakan tali sawat untuk menghubungkan lampu dengan hendal

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Kelemahan pautan ialah sukar dilaras apabila diameter hendal berbeza (Jadual 2.2.2). Penyelesaian terbaik ialah pencengkam yang boleh dilaras, dan cengkamannya masih kuat. Keluli yang berat atau tali sawat tidak menyelesaikan masalah itu.

Untuk guru: Menilai, aras sederhana, standard 2.2.5

Buku teks ms. 51

Bahagian B: soalan objektif pelbagai bentuk

24 markah

Jawab semua soalan. Setiap soalan bernilai 4 markah.

Soalan 11

Padankan setiap komponen mekanikal dengan fungsinya yang betul. Setiap fungsi digunakan sekali sahaja.

[1 markah] (a)Galas bebola

AMengurangkan geseran dan melancarkan pergerakan objek yang berputarBMenjadi pengantara penghantaran kuasa antara dua gearCMembuka dan menutup injapDMenukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mengurangkan geseran dan melancarkan pergerakan objek yang berputar

[1 markah] (b)Rantai

AMengurangkan geseran dan melancarkan pergerakan objek yang berputarBMenjadi pengantara penghantaran kuasa antara dua gearCMembuka dan menutup injapDMenukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Menjadi pengantara penghantaran kuasa antara dua gear

[1 markah] (c)Aci sesondol

AMengurangkan geseran dan melancarkan pergerakan objek yang berputarBMenjadi pengantara penghantaran kuasa antara dua gearCMembuka dan menutup injapDMenukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Membuka dan menutup injap

[1 markah] (d)Aci engkol

AMengurangkan geseran dan melancarkan pergerakan objek yang berputarBMenjadi pengantara penghantaran kuasa antara dua gearCMembuka dan menutup injapDMenukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Menukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar

Galas bebola mengurangkan geseran (ms. 47). Rantai menghantar kuasa antara dua gear (ms. 47). Aci sesondol membuka dan menutup injap, aci engkol menukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar (ms. 46).

Untuk guru: Mengingat, aras rendah, standard 2.2.1

Buku teks ms. 46

Soalan 12

Tandakan (✓) bagi pernyataan yang betul dan (✗) bagi pernyataan yang salah.

[1 markah] (a)Sistem mekanikal yang paling ringkas menggunakan sekurang-kurangnya dua jenis komponen mekanikal.

A✓ BetulB✗ Salah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

✓ Betul

[1 markah] (b)Takal terdiri daripada dua roda yang berputar pada gandar.

A✓ BetulB✗ Salah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

✗ Salah

[1 markah] (c)Bahan asas bagi tali sawat ialah getah.

A✓ BetulB✗ Salah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

✓ Betul

[1 markah] (d)Aci sesondol digunakan untuk menukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar.

A✓ BetulB✗ Salah

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

✗ Salah

(b) Takal terdiri daripada satu roda berputar pada gandar (ms. 46). (d) Aci sesondol membuka dan menutup injap; aci engkol yang menukarkan gerakan linear kepada gerakan berputar.

Untuk guru: Mengingat, aras rendah, standard 2.2.1

Buku teks ms. 46

Soalan 13

Rajah 3 menunjukkan tuas P, Q dan R. Pilih kelas bagi setiap tuas, dan kelas bagi tuas pada playar gabung.

Tiga tuas: P dengan fulkrum di kiri, daya di tengah dan beban di kanan; Q dengan daya di kiri, fulkrum di tengah dan beban di kanan; R dengan daya di kiri, beban di tengah dan fulkrum di kanan — Rajah 3

[1 markah] (a)Tuas P

AKelas 1BKelas 2CKelas 3

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Kelas 3

[1 markah] (b)Tuas Q

AKelas 1BKelas 2CKelas 3

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Kelas 1

[1 markah] (c)Tuas R

AKelas 1BKelas 2CKelas 3

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Kelas 2

[1 markah] (d)Playar gabung

AKelas 1BKelas 2CKelas 3

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Kelas 1

P: daya di tengah, kelas 3. Q: fulkrum di tengah, kelas 1. R: beban di tengah, kelas 2. Playar gabung ialah contoh tuas kelas 1 dalam Rajah 2.2.2 (ms. 45).

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 2.2.1

Buku teks ms. 45

Soalan 14

Empat langkah dalam proses pembinaan gajet lampu basikal ialah:
P  Pengujian
Q  Lukisan kerja
R  Kemasan akhir
S  Pemasangan komponen
Susun langkah itu mengikut urutan yang betul.

[1 markah] (a)Langkah 1

APBQCRDS

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

[1 markah] (b)Langkah 2

APBQCRDS

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

[1 markah] (c)Langkah 3

APBQCRDS

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

[1 markah] (d)Langkah 4

APBQCRDS

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Carta alir Rajah 2.2.6 (ms. 52): lakaran akhir, lukisan kerja (Q), penyediaan dan penghasilan komponen, pemasangan komponen (S), pengujian (P), kemasan akhir (R).

Untuk guru: Mengaplikasi, aras sederhana, standard 2.2.6

Buku teks ms. 52

Soalan 15

Jadual 2.2.2 membandingkan komponen sistem mekanikal pada lampu basikal. Pilih kekuatan atau kelemahan yang betul.

[1 markah] (a)Kekuatan pemegang lampu (pautan)

AMempunyai cengkaman yang kuat pada hendal basikalBMengambil masa yang singkat untuk dipasang dan ditanggalkanCSukar dibuat pelarasan jika diameter hendal berbezaDBahagian gelongsor mudah longgar jika terkena gegaran yang kuat

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mempunyai cengkaman yang kuat pada hendal basikal

[1 markah] (b)Kelemahan pemegang lampu (pautan)

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Sukar dibuat pelarasan jika diameter hendal berbeza

[1 markah] (c)Kekuatan pengunci pemegang lampu (tuas)

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mengambil masa yang singkat untuk dipasang dan ditanggalkan

[1 markah] (d)Kelemahan badan lampu (gelongsor)

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Bahagian gelongsor mudah longgar jika terkena gegaran yang kuat

Pautan: cengkaman kuat tetapi sukar dilaras. Tuas: cepat dipasang dan ditanggalkan tetapi mudah terbuka jika tidak dipasang kemas. Gelongsor: mudah dipasang tetapi mudah longgar apabila digegar kuat (Jadual 2.2.2, ms. 51).

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 2.2.5

Buku teks ms. 51

Soalan 16

Kenal pasti aspek kesesuaian komponen yang dinilai dalam setiap situasi.

[1 markah] (a)Gajet menepati cita rasa pelanggan dan mempunyai nilai kebolehpasaran yang tinggi.

AReka bentuk komponenBJenis bahan binaanCKedudukan pemasanganDKemasan

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Reka bentuk komponen

[1 markah] (b)Plastik lembut digantikan dengan aluminium kerana plastik tidak dapat berfungsi seperti yang diharapkan.

AReka bentuk komponenBJenis bahan binaanCKedudukan pemasanganDKemasan

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Jenis bahan binaan

[1 markah] (c)Tempat komponen dipasang menentukan jenis pautan yang digunakan.

AReka bentuk komponenBJenis bahan binaanCKedudukan pemasanganDKemasan

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Kedudukan pemasangan

[1 markah] (d)Cat sembur digunakan untuk melindungi komponen logam yang mudah berkarat.

AReka bentuk komponenBJenis bahan binaanCKedudukan pemasanganDKemasan

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Kemasan

Empat aspek analisis kesesuaian komponen ialah reka bentuk komponen, jenis bahan binaan, kedudukan pemasangan komponen dan kemasan (Rajah 2.2.4, ms. 50).

Untuk guru: Memahami, aras rendah, standard 2.2.4

Buku teks ms. 50

Bahagian C: soalan subjektif

10 markah

Jawab semua soalan. Tulis jawapan anda di ruang yang disediakan. Untuk lakaran, gunakan kertas kosong, kemudian tandakan skema sendiri.

Soalan 17

Bekas pensel yang dibeli oleh Khalish telah retak semasa digunakan dan tangannya sedikit cedera. Bekas itu dikeluarkan secara besar-besaran tanpa pengujian yang mencukupi.

[1 markah] (a)Nyatakan peringkat pembinaan yang tidak dilakukan dengan sempurna.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Pengujian [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

[2 markah] (b)Namakan dua jenis ujian yang boleh dilakukan ke atas prototaip.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mana-mana 2 isi

Ujian makmal [1]1
Ujian parameter [1]1
Ujian simulasi menggunakan teknologi terkini [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

[1 markah] (c)Wajarkan mengapa prototaip mesti diuji sebelum dikeluarkan secara besar-besaran.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mana-mana 1 isi

Prototaip diuji sehingga mencapai keupayaan maksimum / memenuhi spesifikasi supaya produk yang lemah atau berbahaya tidak dikeluarkan dan menyebabkan kemalangan [1]1
Hanya produk yang lulus tahap kelulusan ujian dikeluarkan secara besar-besaran dan dipasarkan kepada pengguna [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

Untuk guru: Menilai, aras sederhana, standard 2.2.6

Buku teks ms. 55

Soalan 18

Sebuah syarikat ingin menghasilkan gajet pembuka tin makanan yang mudah digunakan oleh murid sekolah. Gajet itu mesti menggunakan sekurang-kurangnya dua komponen mekanikal.

[3 markah] (a)Pada kertas kosong, lakarkan gajet anda dalam bentuk 3D. Labelkan lakaran anda. Kemudian semak lakaran anda dengan skema dan tandakan setiap perkara yang ada.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Contoh: pemegang tuas (tuas kelas 2) dengan mata pemotong berputar yang digerakkan oleh gear, badan plastik; dilabel bahan, saiz dan fungsi.

Lakaran 3D yang jelas dan sesuai sebagai pembuka tin [1]1
Sekurang-kurangnya dua komponen mekanikal dilabel dengan betul, contohnya tuas dan gear [1]1
Maklumat lain dilabel: jenis bahan, saiz, warna atau fungsi komponen [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

[2 markah] (b)Nyatakan fungsi dua komponen mekanikal yang anda gunakan.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mana-mana 2 isi

Tuas: sistem yang melibatkan daya, beban dan fulkrum; pemegang ditekan untuk menggerakkan mata pemotong [1]1
Gear: memindahkan kuasa daripada pemegang kepada mata pemotong [1]1
Galas bebola: mengurangkan geseran dan melancarkan putaran [1]1
Mana-mana komponen lain yang digunakan, dengan fungsi yang betul mengikut buku teks [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

[1 markah] (c)Cadangkan satu penambahbaikan pada gajet anda dari segi rupa bentuk, bahan, fungsi atau kemasan.

Tunjuk jawapanSembunyi jawapan

Mana-mana 1 isi

Rupa bentuk: reka bentuk yang menarik dan mengikut trend terkini [1]1
Bahan: guna plastik yang lebih ringan atau gentian karbon yang kuat dan ringan [1]1
Fungsi: boleh digunakan untuk membuka botol juga [1]1
Kemasan: sapu cat untuk melindungi logam daripada karat [1]1

Tandakan setiap isi yang betul.

Untuk guru: Mencipta, aras tinggi, standard 2.2.3, 2.2.7

Buku teks ms. 49

Kembali ke nota Bab 4 soalan Kertas model