TSS 2024 Prelim P2

N o p a r t o f t h e p a p e r i s t o b e r e p r o d u c e d w i t h o u t t h e a p p r o v a l o f t h e P r i n c i p a l o f T e m a s e k S e c o n d a r y S c h o o l . N a m e : _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ I n d e x N u m b e r : C l a s s : _ _ _ _ _ _ _ T E M A S E K S E C O N D A R Y S C H O O L P r e l i m i n a r y E x a m i n a t i o n 2 0 2 4 S e c o n d a r y 4 E x p r e s s P H Y S I C S 6 0 9 1 / 0 2 P a p e r 2 S t r u c t u r e d a n d F r e e R e s p o n s e 1 h o u r 4 5 m i n u t e s C a n d i d a t e s a n s w e r o n t h e Q u e s t i o n P a p e r . N o A d d i t i o n a l M a t e r i a l s a r e r e q u i r e d . R E A D T H E S E I N S T R U C T I O N S F I R S T D o n o t o p e n t h e b o o k l e t u n t i l y o u a r e t o l d t o d o s o . Y o u a r e r e q u i r e d t o s u b m i t t h i s b o o k l e t a t t h e e n d o f t h e p a p e r . W r i t e y o u r n a m e , i n d e x n u m b e r a n d c l a s s o n a l l t h e w o r k y o u h a n d i n . W r i t e i n d a r k b l u e o r b l a c k p e n . S e c t i o n A A n s w e r a l l q u e s t i o n s . W r i t e y o u r a n s w e r s i n t h e s p a c e s p r o v i d e d . S e c t i o n B A n s w e r o n e q u e s t i o n . W r i t e y o u r a n s w e r s i n t h e s p a c e s p r o v i d e d . C a n d i d a t e s a r e r e m i n d e d t h a t a l l q u a n t i t a t i v e a n s w e r s s h o u l d i n c l u d e a p p r o p r i a t e u n i t s . C a n d i d a t e s a r e a d v i s e d t o s h o w a l l t h e i r w o r k i n g i n a c l e a r a n d o r d e r l y m a n n e r , a s m o r e m a r k s a r e a w a r d e d f o r s o u n d u s e o f p h y s i c s t h a n f o r c o r r e c t a n s w e r s . A t t h e e n d o f t h e e x a m i n a t i o n , f a s t e n a l l y o u r w o r k s e c u r e l y t o g e t h e r . T h e n u m b e r o f m a r k s i s g i v e n i n b r a c k e t s [ ] a s t h e e n d o f e a c h q u e s t i o n o r p a r t q u e s t i o n . T a k e g r a v i t a t i o n a l f i e l d s t r e n g t h a s 1 0 N / k g . F o r o f f i c i a l u s e o n l y : 1 4 7 1 0 1 3 1 6 T o t a l : 2 5 8 1 1 1 4 3 6 9 1 2 1 5 T h i s d o c u m e n t c o n s i s t s o f 2 2 p r i n t e d p a g e s a n d 0 b l a n k p a g e .

2 N o p a r t o f t h e p a p e r i s t o b e r e p r o d u c e d w i t h o u t t h e a p p r o v a l o f t h e P r i n c i p a l o f T e m a s e k S e c o n d a r y S c h o o l . S e c t i o n A A n s w e r a l l q u e s t i o n s . 1 C a r A m o v e s f r o m X t o Y i n a s t r a i g h t r o a d a t a c o n s t a n t a c c e l e r a t i o n o f 2 . 0 m / s 2 f r o m r e s t . A t t h e s a m e s t a r t i n g t i m e a s c a r A , c a r B s t a r t s t o m o v e f r o m Y t o X a t a s p e e d o f 3 . 0 m / s a l o n g t h e s a m e s t r a i g h t r o a d . C a r B m a i n t a i n s t h e s a m e s p e e d t h r o u g h o u t t h e w h o l e j o u r n e y . ( a ) D e s c r i b e h o w t h e s p e e d o f c a r A c h a n g e s w i t h t i m e a s i t m o v e s f r o m X t o Y . … … … … … … … … … … … … … . . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . . . [ 1 ] ( b ) I n F i g . 1 . 1 , s k e t c h t h e v e l o c i t y - t i m e g r a p h s o f c a r A a n d c a r B f r o m t = 0 s t o t = 5 s . L a b e l t h e g r a p h w i t h t h e a p p r o p r i a t e v a l u e s . T a k e d i r e c t i o n f r o m X t o Y a s t h e p o s i t i v e d i r e c t i o n . [ 3 ] ( c ) T h e d i s t a n c e b e t w e e n X a n d Y i s 1 0 0 0 m . C a l c u l a t e t h e t i m e t a k e n f o r C a r A t o t r a v e l f r o m X t o Y . t i m e = … … … … … … … … … . [ 2 ] F i g . 1 . 1 v e l o c i t y / m / s t / s 0 5

3 N o p a r t o f t h e p a p e r i s t o b e r e p r o d u c e d w i t h o u t t h e a p p r o v a l o f t h e P r i n c i p a l o f T e m a s e k S e c o n d a r y S c h o o l . 2 I n F i g . 2 . 1 , a g i a n t b a l l o o n o f w e i g h t 4 0 0 N i s f i l l e d w i t h h e l i u m . I t i s b e i n g s e c u r e d t o t h e g r o u n d b y t w o i d e n t i c a l r o p e s . E a c h r o p e e x p e r i e n c e s a t e n s i o n o f 5 0 0 N a n d t h e a n g l e b e t w e e n t h e m i s 1 0 0 ° . ( a ) B y d r a w i n g a l a b e l l e d v e c t o r d i a g r a m , d e t e r m i n e t h e m a g n i t u d e o f t h e r e s u l t a n t o f t h e t w o t e n s i o n s . m a g n i t u d e = … … … … … … … … … … . . [ 3 ] ( b ) S t a t e t h e a c t i o n - r e a c t i o n p a i r t o t h e w e i g h t o f t h e b a l l o o n . … … … … … … … … … … … … … . . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . . . [ 1 ] F i g . 2 . 1 5 0 0 N 5 0 0 N 1 0 0 °

4 N o p a r t o f t h e p a p e r i s t o b e r e p r o d u c e d w i t h o u t t h e a p p r o v a l o f t h e P r i n c i p a l o f T e m a s e k S e c o n d a r y S c h o o l . 3 F i g . 3 . 1 s h o w s a u n i f o r m b l o c k o f w o o d o f w e i g h t 1 . 8 N b e i n g t i l t e d a b o u t t h e e d g e P b y a h o r i z o n t a l f o r c e F a p p l i e d a t a p o s i t i o n 0 . 1 m v e r t i c a l l y a b o v e t h e t a b l e . G i s t h e c e n t r e o f g r a v i t y o f t h e b l o c k . ( a ) S t a t e t h e p r i n c i p l e o f m o m e n t s . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . . [ 1 ] ( b ) C a l c u l a t e t h e h o r i z o n t a l f o r c e F i n F i g . 3 . 1 . F = … … … … … … … … … … . . [ 2 ] 4 F i g . 4 . 1 s h o w s a h y d r a u l i c d e v i c e t h a t i s u s e d t o c o m p r e s s p a p e r i n a w a s t e d i s p o s a l s i t e . A f o r c e i s e x e r t e d o n p i s t o n A , w h i c h c a u s e s a f o r c e t o b e e x e r t e d o n t h e p a p e r . T h e h y d r a u l i c f l u i d u s e d i s a n i n c o m p r e s s i b l e l i q u i d . F i g . 3 . 1 F F i g . 4 . 1

5 N o p a r t o f t h e p a p e r i s t o b e r e p r o d u c e d w i t h o u t t h e a p p r o v a l o f t h e P r i n c i p a l o f T e m a s e k S e c o n d a r y S c h o o l . ( a ) B y r e f e r r i n g t o k i n e t i c p a r t i c l e m o d e l o f m a t t e r , e x p l a i n w h y l i q u i d s a r e i n c o m p r e s s i b l e . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . . … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . . [ 2 ] ( b ) C a l c u l a t e t h e f o r c e e x e r t e d o n p i s t o n B , g i v e n t h e v a l u e s o f f o r c e a n d a r e a s i n F i g . 4 . 1 . f o r c e = … … … … … … … … … … . . [ 2 ] ( c ) C a l c u l a t e t h e v e r t i c a