Laporan fisika dasar gesekan pada bidang miring
Download as DOCX, PDF11 likes76,234 views
Laporan praktikum fisika mengenai gesekan pada bidang miring ini membahas tujuan untuk menghitung koefisien gesekan statis dan kinetis serta percepatan dan kecepatan benda yang bergerak. Percobaan dilakukan dengan menggunakan papan luncur dan balok kayu, di mana hasil menunjukkan bahwa massa balok dan sudut kemiringan mempengaruhi kecepatan meluncur. Kesimpulan menunjukkan bahwa gaya gesek berperan penting dalam gerakan benda di atas permukaan miring.
Laporan fisika dasar gesekan pada bidang miring
- 1. LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR “GESEKAN PADA BIDANG MIRING” Disusun oleh: Mesa Fahjrul. I (0651-12-435) Nurul Hanifah (0651-12-434) Shara Deianira (0651-12-449) Tanggal Praktikum: 05 November 2012 Asisten Dosen: 1. Dra. Trirakhma S, Msi 2. Rissa Ratimanjari S.Si 3. Noorlela Rekan Kerja: Andhika Abduloh Gilang Putra Ditama Luthfi Salzir Isa Al-habsyi LABORATORIUM FISIKA PROGRAM STUDI ILMU KOMPUTER FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PAKUAN
- 2. BAB I PENDAHULUAN 1.1. Tujuan percobaan Dengan dilakukannya percobaan ini, maka mahasiswa dapat mencari koefisien gesekan statis dan kinetis, percepatan dan kecepatan benda yang bergerak meluncur pada bidang miring. 1.2. Dasar Teori 1.2.1. Gaya Gesek Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan. Benda-benda yang dimaksud di sini tidak harus berbentuk padat, melainkan dapat pula berbentuk cair, ataupun gas. Gaya gesek antara dua buah benda padat misalnya adalah gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan gaya antara benda padat dan cairan serta gas adalah gaya Stokes. Di mana suku pertama adalah gaya gesek yang dikenal sebagai gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan suku kedua dan ketiga adalah gaya gesek pada benda dalam fluida. Gaya gesek dapat merugikan dan juga bermanfaat. Panas pada poros yang berputar, engsel pintu dan sepatu yang aus adalah contoh kerugian yang disebabkan oleh gaya gesek. Akan tetapi tanpa gaya gesek manusia tidak dapat berpindah tempat karena gerakan kakinya hanya akan menggelincir di atas lantai. Tanpa adanya gaya gesek antara ban mobil dengan jalan, mobil hanya akan slip dan tidak membuat mobil dapat bergerak. Tanpa adanya gaya gesek juga tidak dapat tercipta parasut. Terdapat dua jenis gaya gesek antara dua buah benda yang padat saling bergerak lurus, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis, yang dibedakan antara titik-titik sentuh antara kedua permukaan yang tetap atau saling berganti (menggeser). Untuk benda yang dapat menggelinding, terdapat pula jenis gaya gesek lain yang disebut gaya gesek menggelinding (rolling friction). Untuk benda yang berputar tegak lurus pada permukaan atau ber-spin, terdapat pula gaya gesek spin (spin friction). Gaya gesek antara benda padat dan fluida disebut sebagai gaya Coriolis-Stokes atau gaya viskos (viscous force).
- 3. Gaya gesek statis adalah gesekan antara dua benda padat yang tidak bergerak relatif satu sama lainnya. Seperti contoh, gesekan statis dapat mencegah benda meluncur ke bawah pada bidang miring. Koefisien gesek statis umumnya dinotasikan dengan μs, dan pada umumnya lebih besar dari koefisien gesek kinetis. Gaya gesek statis dihasilkan dari sebuah gaya yang diaplikasikan tepat sebelum benda tersebut bergerak. Gaya gesekan maksimum antara dua permukaan sebelum gerakan terjadi adalah hasil dari koefisien gesek statis dikalikan dengan gaya normal f = μs Fn. Ketika tidak ada gerakan yang terjadi, gaya gesek dapat memiliki nilai dari nol hingga gaya gesek maksimum. Setiap gaya yang lebih kecil dari gaya gesek maksimum yang berusaha untuk menggerakkan salah satu benda akan dilawan oleh gaya gesekan yang setara dengan besar gaya tersebut namun berlawanan arah. Setiap gaya yang lebih besar dari gaya gesek maksimum akan menyebabkan gerakan terjadi. Setelah gerakan terjadi, gaya gesekan statis tidak lagi dapat digunakan untuk menggambarkan kinetika benda, sehingga digunakan gaya gesek kinetis. Gaya gesek kinetis (atau dinamis) terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu sama lainnya dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetis umumnya dinotasikan dengan μk dan pada umumnya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis untuk material yang sama.
- 4. BAB II ALAT DAN BAHAN 2.1. Peralatan yang Digunakan 1) Papan luncur 2) Mistar ukur 3) Stopwatch 2.2. Bahan yang Digunakan 1) 3 buah balok kayu
- 5. BAB III METODA KERJA 1. Diletakkan balok di atas bidang luncur pada tempat yang sudah diberi tanda. Ukur panjang lintasan yang akan dilalui oleh benda (St). 2. Diangkat bidang luncur perlahan-lahan hingga balok pada kondisi akan meluncur. Diukur posisi vertikal (y) dan horizontal (x) balok. 3. Diangkat bidang luncur sedikit ke atas lagi hingga balok meluncur. Dengan menggunakan stopwatch diukur waktu yang diperlukan balok selama meluncur sepanjang lintasan tadi. 4. Diulang percobaan nomor 1 sampai 3 lima kali, kemudian hitung koefisien gesek statis ( s), percepatan (a), koefisien gesek kinetis ( k), dan kecepatan benda pada saat mencapai ujung bawah bidang luncur (Vt). 5. Dilakukan percobaan diatan dengan menggunakan benda lain.
- 6. BAB IV DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN 4.1. Data Pengamatan Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan tanggal 05 November 2012, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut. Keadaan ruangan P (cm)Hg T (oC) C (%) Sebelum percobaan 75,5 25 76 % Sesudah percobaan 75,2 25 72 % Balok A Massa : 125,5 gram No x y r t sin cos s k a vt 1 45 25 51,478 2,42 0,485 0,874 0,554 0,515 34,150 82,643 29,012 2 55 25 60,415 2,58 0,413 0,910 0,453 0,420 30,05 77,529 24,393 50 25 55,94 2,5 0,446 0,892 0,503 0,467 32,1 80,080 26,702 x 0,55 0 4,468 0,113 0,036 0,018 0,050 0,0475 2,05 2,556 2,05 Balok B Massa : 93 gram No x y r t sin cos s k a vt 1 55 26 60,835 5,05 0,427 0,904 0,472 0,463 7,842 39,602 25,77 2 59 25 64,078 5,19 0,390 0,920 0,456 0,415 7,424 38,530 22,954 57 25,5 62,456 5,12 0,408 0,912 0,464 0,439 7,633 39,066 24,362 x 2 0,5 1,621 0,098 0,0261 0,0113 0,008 0,0339 0,208 0,3789 1,4079 Balok C Massa : 123,5 gram No x y r t sin cos s k a vt 1 60 25 65 3,12 0,384 0,923 0,416 0,395 20,545 64,1004 22,581 2 60 25 65 2,88 0,384 0,923 0,416 0,389 24,112 69,442 22,581 60 25 65 3 0,384 0,923 0,416 0,396 22,328 66,771 22,581
- 7. x 0 0 0 0,12 0 0 0 0,003 1,7835 2,670 0 4.2 Perhitungan 1. Balok A Perhitungan x cm = 5 cm Ketelitian = = = 90 % Perhitungan y cm
- 8. = 0 cm Ketelitian = = = 100 % Perhitungan r cm cm cm = 4,468 cm
- 9. Ketelitian = = = 92,1 % Perhitungan t s = 0,1131 s Ketelitian = = = 95,5 % Perhitungan sin
- 10. = 0,036 Ketelitian = = = 92 % Perhitungan cos cm
- 11. = 0,018 cm Ketelitian = = = 98 % Perhitungan s cm = 0,05052 cm
- 12. Ketelitian = = = 90,1 % Perhitungan k g = 980 cm/s2 cm = 0,0475 cm Ketelitian = = = 89,9 %
- 13. Perhitungan a st = 100cm cm/det cm/det cm/det = 2,05 cm/det Ketelitian = = = 93,7 % Perhitungan Vt cm/det cm/det
- 14. cm/det = 2,556 cm/det Ketelitian = = = 96,81 % Perhitungan
- 15. = 2,05 Ketelitian = = = 92,33 % 2. Balok B Perhitungan x cm = 2 cm Ketelitian = = = 96,16 % Perhitungan y
- 16. cm = 0,5 cm Ketelitian = = = 98,04 % Perhitungan r cm cm cm
- 17. = 1,621 cm Ketelitian = = = 97,41 % Perhitungan t s = 0,098 s Ketelitian = = = 98,09 %
- 18. Perhitungan sin 0,390 = 0,0261 Ketelitian = = = 93,61 % Perhitungan cos
- 19. = 0,0113 Ketelitian = = = 98,77 % Perhitungan s
- 20. = 0,008 Ketelitian = = = 98,28 % Perhitungan k g = 980 cm/s2
- 21. = 0,0339 Ketelitian = = = 92,31 % Perhitungan a st = 100cm cm/det cm/det cm/det = 0,2083 cm/det
- 22. Ketelitian = = = 97,28 % Perhitungan Vt cm/det cm/det cm/det =0,3789 cm/det Ketelitian = = = 99,1 % Perhitungan
- 23. =1,4079 Ketelitian = = = 94,23 % 1. Balok C Perhitungan x cm = 0 cm
- 24. Ketelitian = = = 99,47 % Perhitungan y cm = 0 cm Ketelitian = = = 100 % Perhitungan r cm cm
- 25. cm = 0 cm Ketelitian = = = 100 % Perhitungan t s = 0,12 s
- 26. Ketelitian = = = 96 % Perhitungan sin =0 Ketelitian = = = 100 % Perhitungan cos
- 27. =0 Ketelitian = = = 100 % Perhitungan s
- 28. =0 Ketelitian = = = 100 % Perhitungan k g = 980 cm/s2
- 29. = 0,003 Ketelitian = = = 99,24 % Perhitungan a st = 100cm cm/det cm/det 22,328 cm/det = 1,7835 cm/det Ketelitian = = = 92,11 %
- 30. Perhitungan Vt cm/det = 2,670 cm/det Ketelitian = = = 96.01 % Perhitungan
- 31. =0 Ketelitian = = = 100 %
- 32. BAB V PEMBAHASAN Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan. Permukaan bidang yang kasar akan membuat gesekan semakin besar sehingga kecepatan laju balok sedikit lambat atau lebih cepat balok yang permukaannya licin atau halus . Jika benda tersebut permukaannya halus dan bidang luncurnya pun halus maka benda tersebut akan lebih cepat meluncur dari pada benda yang meluncur pada permukaan bidang yang permukaannya kasar. Kecepatan pada Balok A, massa = 125,5 gram cm/det cm/det cm/det Kecepatan pada Balok B, massa 93 gram cm/det cm/det cm/det Kecepatan pada Balok C, massa 123,5 gram cm/det cm/det
- 33. cm/det
- 34. BAB VI KESIMPULAN Dari percobaan, pengamatan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut. Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Massa pada balok mempengaruhi kecepatan meluncur balok tersebut diatas bidang miring Sudut kemiringan bidang mempengaruhi kecepatan dan waktu tempuh balok saat meluncur Perhitungan hasil percobaan dilakukan dengan bantuan fungsi SD pada kalkulator
- 35. LAMPIRAN Tugas Akhir 1. Apa yang dapat anda simpulkan hubungan antara kekasaran balok (koefisien gesek statis) dengan sudut kemiringan bidang luncur. 2. Jika dua balok yang beratnya berbeda tetapi kekasarannya sama, apa yang dapat anda simpulkan mengenai: a. Sudut kemiringan bidangnya b. Percepatan (pada yang sama) c. Kecepatan pada jarak tempuh dan waktu yang sama. Perkuat pendapat anda dengan rumus-rumus yang berlaku pada teori. Jawab 1. Permukaan bidang yang kasar akan membuat gesekan semakin besar sehingga kecepatan laju balok sedikit lambat atau lebih cepat balok yang permukaannya licin atau halus, pada saat mendorong benda secara terus-menerus maka akan muncul fs (arah gaya gesek) yang membesar sampai benda itu tepat bergerak, setelah benda bergerak, gaya gesek menurun sampai mencapai nilai yang tepat, keadaan itu dikenal dengan gaya gesek kinetis. Maka gesekan kinetis akan besar ketika sudut kemiringan itu rendah. 2. a. Sudut kemiringan bidangnya lebih besar benda yang lebih berat dikarenakan terjadi tekanan pada bidang miring dengan berat benda yang menyebabkan hambatan, sedangkan benda yang lebih ringan akan mengalami tekanan pada bidang lebih kecil, yang menghasilkan sudut kemiringan lebih kecil pula. b. Percepatannya akan berbeda antara balok yang beratnya ringan dengan yang lebih berat. Sebab massa juga mempengaruhi kecepatan dan gaya. Seperti pada Hukum Newton 2 F = m. a Dari rumus tersebut dapat dibuktikan bahwa massa dan percepatan berbanding lurus. c. Kecepatannya lebih cepat yang ringan, karena berat balok mempengaruhi tekanan balok ke bidang kasar, sehingga gesekan semakin besar, bisa dihubungkan dengan W = m x g. jadi ada gravitasi yang mempengaruhi gesekan dan mempengaruhi terhadap kecepatan.
- 36. Kecepatan pada Balok A, massa = 125,5 gram cm/det cm/det cm/det Kecepatan pada Balok B, massa 93 gram cm/det cm/det cm/det Kecepatan pada Balok C, massa 123, 5 gram cm/det cm/det cm/det
- 37. DAFTAR PUSTAKA Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan),Jakarta : Penerbit Erlangga Tipler, Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Erlangga. Jakarta Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor