LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA GAYA GESEKAN PDF

Preview

Summary

GAYA GESEKAN Astuti, Indri Dwi Salsabila, Sarima, Olivia Putri Utami, Sunarto Arif Sura Pendidikan Biologi 2014 Abstrak. Telah dilakukan percobaan dengan judul gaya gesekan dengan tujuan untuk mengetahui faktor – faktor yang mempengaruhi gaya gesekan, memahami konsep gaya gesek statis dan kinetik, d...

Description

GAYA GESEKAN Astuti, Indri Dwi Salsabila, Sarima, Olivia Putri Utami, Sunarto Arif Sura Pendidikan Biologi 2014 Abstrak. Telah dilakukan percobaan dengan judul gaya gesekan dengan tujuan untuk mengetahui faktor – faktor yang mempengaruhi gaya gesekan, memahami konsep gaya gesek statis dan kinetik, dan menentukan koefisien gesek statis dan kinetik. Pada percobaan ini, ada lima kegiatan yang dilakukan yaitu kegiatan 1: pengaruh gaya tarik terhadap keadaan benda, kegiatan 2: hubungan antara gaya tarik dengan gaya normal, kegiatan 3: hubungan antara jenis percobaan dengan gaya tarik, kegiatan 4: gaya gesekan statik pada bidang miring, dan pada kegiatan 5: gaya gesekan kinetik pada bidang miring. Dari percobaan ini dapat disimpulkan bahwa faktor yang mempengaruhi gaya gesek diantaranya adalah, gaya normal, gaya tarik dan permukaan benda. Serta koefisien gesek statik dimiliki oleh benda yang diam, dan gaya gesek kinetik dimiliki oleh benda yang bergerak.

Kata kunci: gaya gesekan, gaya gesek statis, gaya gesek kinetik, gaya normal

RUMUSAN MASALAH 1. Apa saja faktor-faktor yang memengaruhi gaya gesekan ? 2. Bagaimana konsep gaya gesek statis dan kinetik ? 3. Bagaiaman cara menentukan koefisien gesek statik dan kinetik ?

TUJUAN 1. Untuk mengetahui faktor-faktor yang memengaruhi gaya gesekan. 2. Untuk memahami konsep gaya gesek statik dan kinetik. 3. Untuk menentukan koefisien gesek statik dan kinetik.

METODOLOGI EKSPERIMEN Teori Singkat Sebuah balok yang didorong di atas meja akan bergerak bila sebuah balok massanya m, kita lepaskan dengan kecepatan awal Vo pada sebuah bidang horizontal, maka balok itu akhirnya akan berhenti. Ini berarti di dalam gerakan

balok mengalami perlambatan, atau ada gaya yang menahan balok, gaya ini disebut gaya gesekan. Besarnya gaya gesekan ditentukan oleh koefisien gesekan antar kedua permukaan benda dan gaya normal. Besarnya koefisien gesekan ditentukan oleh kekasaran permukaa permukaan bidang dan benda. Gaya gesekan dibagi dua yaitu: gaya gesekan statis ((fs) dan gaya gesekan kinetik (fk). Sebuah balok beratnya W, berada pada bidang mendatar yang kasar, kemudian ditarik oleh gaya F seperti pada gambar di bawah ini.

Arah gaya gesekan f berlawanan arah dengan gaya penyebabnya F, dan berlaku: 1.

Untuk harga F >fs maka benda bergerak dan gaya gesekan statis fs akan berubah menjadi gaya gesekan kinetis fk. Jika anda mendorong sebuah kotak besar yang diam di atas lantai dengan

sebuah gaya horizontal yang kecil, maka mungkin saja kotak itu tidak bergerak sama sekali. Alasannya adalah karena lantai melakukan gerak horizontal h yang dinamakan gaya gesekan statis fs, yang mengimbangi gaya yang anda kerjakan. Gaya gesekan ini disebabkan oleh ikatan molekul-molekul molekul molekul kotak dan lantai di tempat-tempat tempat terjadinya kontak yang sangat erat antara kedua permukaan. Gaya ini berlawanan nan arah dengan gaya luar yang dikerjakan. (Tipler.2001:122 (Tipler.2001:122-123)

Dengan  s adalah koefisien gesekan statik dan N adalah besar gaya normal. Jika fk menyatakan besar gaya gesekan kinetik, maka :

dengan  k adalah koefisien gesekan kinetik. Bila sebuah benda dalam keadaan diam pada suatu bidang datar, dan kemudian bidang tempat benda tersebut dimiringkan perlahan-lahan sehingga membentuk sudut  sampai benda tepat akan bergerak, koefisien gesekan statik antara benda dan bidang diberikan oleh persamaan,

Dengan c adalah sudut pada saat benda tepat akan bergerak, yang disebut sudut kritis. Koefisien gesekan statik merupakan nilai tangen sudut kemiringan bidang, dengan keadaan benda tepat akan bergerak/meluncur. Pada sudut-sudut yang lebih besar dari c, balok meluncur lurus berubah beraturan ke ujung bawah bidang miring dengan percepatan : x = g (sin

−

cos )

di mana  adalah sudut kemiringan bidang dan k adalah koefisien gesek kinetik antara benda dengan bidang. Dengan mengukur percepatan ax, maka koefisien gesekan k dapat dihitung.(Herman.2014: 35-36)

Alat dan Bahan 1. Alat 

Neraca pegas 0 – 5 N



Katrol meja



Tali



Papan landasan



Bidang miring



Stopwatch



Penggaris

2. Bahan 

Balok kasar



Balok licin



Beban @ 50 gram



Balok persegi



Balok persegi (dengan stecker penyambung)

Identifikasi Variabel Kegiatan 1 : Variabel kontrol

: massa balok

Variabel manipulasi : gaya tarik Variabel respon

: keadaan balok

Kegiatan 2 : Variabel kontrol

: permukaan balok

Variabel manipulasi : massa beban, gaya tarik Variabel respon

: keadaan balok

Kegiatan 3 : Variabel kontrol

: massa balok

Variabel manipulasi : permukaan balok, gaya tarik Variabel respon

: keadaan balok

Kegiatan 4 : Variabel kontrol

: permukaan balok

Variabel manipulasi :, massa beban Variabel respon

: kemiringan bidang

Kegiatan 5 : Variabel kontrol

: massa beban, besarnya sudut

Variabel manipulasi : panjang lintasan Variabel respon

: waktu tempuh

Definisi Operasional Variabel Kegiatan 1 : 

Massa balok adalah jumlah massa beban yang diamati kedudukannya saat ditarik dengan sejumlah gaya tertentu.



Gaya tarik adalah jumlah gaya yang diberikan kepada balok saat diam sampai bergerak lurus beraturan yang nilainya dapat dilihat pada neraca pegas.



Keadaan balok adalah posisi benda saat diam, tepat akan bergerak ,dan bergerak lurus beraturan.

Kegiatan 2 : 

Permukaan balok adalah tekstur objek yang menunjukkan kasar halusnya permukaan yang bersentuhan dengan lintasan.



Massa beban adalah besarnya massa benda yang ditarik dengan gaya tertentu pada suatu lintasan.



Keadaan balok adalah posisi benda saat diberikan sejumlah gaya tarik tertentu, yaitu diam, tepat akan bergerak dan bergerak lurus beraturan.



Gaya tarik adalah jumlah gaya yang diberikan kepada balok saat diam sampai bergerak lurus beraturan yang nilainya dapat dilihat pada neraca pegas.

Kegiatan 3 : 

Massa balok adalah jumlah massa beban yang diamati kedudukannya saat ditarik dengan sejumlah gaya tertentu.



Permukaan balok adalah tekstur objek yang menunjukkan kasar halusnya permukaan yang bersentuhan dengan lintasan.



Gaya tarik adalah jumlah gaya yang diberikan kepada balok saat diam sampai bergerak lurus beraturan yang nilainya dapat dilihat pada neraca pegas.



Keadaan balok adalah posisi benda saat diberikan sejumlah gaya tarik tertentu, yaitu diam, tepat akan bergerak dan bergerak lurus beraturan.

Kegiatan 4: 

Permukaan balok adalah tekstur objek yang menunjukkan kasar halusnya permukaan yang bersentuhan dengan lintasan.



Kemiringan bidang adalah besarnya sudut yang dibentuk bidang untuk membuat objek tepat akan bergerak.



Massa beban adalah besarnya massa benda yang ditarik dengan gaya tertentu pada suatu lintasan.

Kegiatan 5: 

Massa beban adalah besarnya massa benda yang ditarik dengan gaya tertentu pada suatu lintasan.



Besarnya sudut adalah jumlah sudut yang menunjukkan kemiringan lintasan yang dilalui balok.



Panjang lintasan adalah jarak yang ditempuh oleh balok pada bidang miring.



Waktu tempuh adalah jumlah waktu yang diperlukan benda untuk melintasi bidang dengan ukuran tertentu.

Prosedur Kerja Kegiatan 1: Gaya tarik terhadap keadaan benda. Menyediakan dan merangkai alat yang tersedia seperti pada gambar ini,

Neraca pegas Balok

Tali

Katrol

Meja Gambar 2: Susunan alat dan bahan Menarik pegas pelan-pelan dengan gaya kecil. Memperhatikan penunjukan neraca pegas, dan memperhatikan apa terjadi pada balok. Memperbesar gaya tarik sambil memperhatikan keadaan balok. Melakukan hal ini hingga balok tepat akan

bergerak. Pada keadaan ini juga memperhatikan penunjukan neraca pegas. Menarik terus sampai balok bergerak lurus beraturan, dan memperhatikan penunjukan neraca pegas. Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan. Mencatat besar gaya tarik, dan keadaan benda (diam, tepat akan bergerak, dan bergelak lurus beraturan) pada tabel hasil pengamatan. Kegiatan 2: Hubungan antara gaya normal dengan gaya gesekan. Menambah beban di atas balok, dan melakukan seperti Kegiatan 1 seperti pada gambar dibawah ini,

Neraca pegas Balok Tali

Katrol

Meja

Gambar 3: Susunan alat dan bahan Mengamati penunjukan neraca pegas pada saat balok tepat akan bergerak dan pada saat balok bergerak lurus beraturan. Melakukan beberapa kali dengan mengubah-ubah penambahan beban di atas balok. Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan. Kegiatan 3: Hubungan antara keadaan permukaan dengan gaya gesekan Melakukan seperti Kegiatan 1. Menganti permukaan meja atau balok yang lebih kasar/halus. Mengamati penunjukan pegas. Pada saat balok tepat akan bergerak dan pada saat balok bergerak lurus beraturan. Melakukan kegiatan ini beberapa kali dengan mengganti permukaan meja atau balok yang lebih kasar/halus. mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan. Kegiatan 4: Menentukan koefisien gesekan statik pada bidang miring. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan. Meletakkan bidang di atas meja dengan posisi mendatar ( = 0). Meletakkan balok persegi di salah satu ujung bidang tersebut. Mengangkat secara perlahan ujung bidang tempat balok persegi berada sehingga sudut kemiringan bidang bertambah. Mencatat sudut

kemiringan bidang pada saat benda tepat akan bergerak. Mengulang mengagkat ujung bidang dengan menambah beban pada balok persegi hingga anda peroleh sedikitnya 5 (lima) data pengukuran sudut. Kegiatan 5: Menentukan koefisien gesekan kinetik pada bidang miring. Mengatur kemiringan bidang dengan sudut yang lebih besar dari sudut kritis (c) yang telah diperoleh pada bagian sebelumnya untuk balok persegi tanpa beban tambahan. Mencatat sudut kemiringan ini sebagai  1. Meletakkan balok di ujung atas bidang yang telah diketahui panjangnya. Melepaskan balok bersamaan dengan menjalankan stopwacth untuk mengukur waktu tempuh balok persegi bergerak lurus berubah beraturan hingga ke ujung bawah bidang. Mencatat waktu tempuh ini sebagai t1. Mengulang menghitung waktu tempuh balok dengan sudut kemiringan yang lebih besar hingga diperoleh sedikitnya 5 (lima) pasangan data.

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA Hasil Pengamatan Kegiatan 1 Massa balok = 62,63 gram Tabel 1.Hasil pengamatan pengaruh gaya tarik terhadap benda No

Gaya Tarik (N)

Keadaan benda

1

< 0,4

Diam

2

|0,40 ± 0,05|

Tepat akan bergerak

3

|0,20 ± 0,05|

Bergerak lurus beraturan

Kegiatan 2 Jenis permukaan : permukaan II Tabel 2. Hubungan antara gaya tarik dengan gaya normal No

1.

Gaya Normal (N) |1,13 ± 0,05|

Keadaan benda

Gaya Tarik (N)

Rata-rata

Diam

< 0,8

-

Tepat akan

1. |0,80 ± 0,05|

|0,86± 0,05|

bergerak

2. |0,90 ± 0,05| 3. |0,90 ± 0,05|

Bergerak lurus beraturan

1. |0,40 ± 0,05| 2. |0,45 ± 0,05| 3. |0,40 ± 0,05|

Diam Tepat akan 2.

bergerak

|1,63 ± 0,05|

Bergerak lurus beraturan

< 1,4

3.

bergerak |2,14 ± 0,05|

Bergerak lurus beraturan

-

1. |1,40 ± 0,05| 2. |1,30 ± 0,05|

|1,33± 0,05|

3. |1,30 ± 0,05| 1. |0,60 ± 0,05| 2. |0,60 ± 0,05|

|0,60± 0,05|

3. |0,60 ± 0,05|

Diam Tepat akan

|0,41± 0,05|

< 1,4

-

1. |1,40 ±0,05| 2. |1,50 ±0,05|

|1,46± 0,05|

3. |1,50 ±0,05| 1. |0,70 ±0,05| 2. |0,70 ±0,05|

|0,70± 0,05|

3. |0,70 ±0,05|

Kegiatan 3 Gaya Normal = 0,63 N Tabel 3. Hubungan antara jenis permukaan dengan gaya tarik Jenis permukaan

Keadaan benda

Gaya Tarik (N)

Diam

1. < |0,50 ± 0,05| 2. |0,50 ± 0,05|

I

Tepat akan bergerak

3. |0,50 ± 0,05| 4. |0,55 ± 0,05 |

Bergerak lurus beraturan

1. |0,25 ± 0,05 | 2. |0,20 ± 0,05 |

3. |0,30 ± 0,05 | Diam

1. fs benda dalam keadaan bergerak lurus beraturan. c) Gaya normal berpengaruh terhadap besarnya gaya gesekan.Semakin besar gaya normal yang diberikan pada suatu benda maka semakin besar pula gaya gesekan yang terjadi. Begitupula sebaliknya. d) Besarnya gaya gesekan juga dipengaruhi oleh jenis permukaan. Semakin kasar permukaan suatu benda atau bidang maka semakin besar pula gaya geseknya. e) Koefisien gesek statik dimiliki oleh benda yang diam, dan gaya gesek kinetik dimiliki oleh benda yang bergerak.

Diskusi Kepada praktikan selanjutnya agar lebih teliti dalam melihat nilai skala pada neraca pegas agar dihasilkan data yang lebih baik.

DAFTAR RUJUKAN Tipler, Paul A. 2001. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi Ketiga Jilid 1 (Terjemahan). Jakarta: Erlangga. Herman.2014.Penuntun Praktikum Fisika Dasar. Makassar: Laboratorium Fisika Dasar UNM....