1

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIKA DASAR

Carolina Sisca

H0910024

Kelas ITP – B

Program S1 - Ilmu dan Teknologi Pangan

Fakultas Pertanian

Universitas Sebelas Maret Surakarta

2010 / 2011

I. GAYA DAN DAYA

2

A. Pendahuluan

1. Latar Belakang

Sains telah menjadi bagian dari hidup kita. Hampir semua

kemudahan dalam hidup dapat dinikmati karena sains. Sains itu sendiri

dapat diartikan sebagai ilmu tentang alam dan pengaruhnya terhadap

manusia dan lingkungan yang dipelajari secara teratur. Penemuan-

penemuan sains yang dilakukan oleh ilmuwan / saintis digunakan untuk

meningkatkan taraf hidup manusia dengan kemudahan-kemudahan seperti

komunikasi, transportasi, kedokteran dan pertanian.

Salah satu saintis terbesar pada abad ke 16 adalah Sir Isaac

Newton. Newton mengembangkan 3 hukum gerak monumental dalam

salah satu bukunya Mathematical Principles of Natural Philosophy (The

Principia). Beliau merumuskan berbagai persamaan gerak yang menjadi

bahasan utama dalam bidang fisika dan astronomi. Tiga hukum gerak

tersebut menjadi acuan utama dalam menjelaskan gaya yang timbul karena

pergerakan benda memiliki massa dan percepatan. Lalu ketiga hukum

gerak tersebut dikenal dengan nama hukum gerak Newton.

Pada kesempatan kali ini, kita akan lebih jauh membahas mengenai

hukum III Newton. Hukum ini mengatakan bahwa jika pada suatu saat

benda memberikan gaya pada benda kedua, maka benda kedua juga

melepaskan gaya yang sama tetapi melawan arah gaya benda pertama.

Sehingga hukum ini sering disebut sebagi hukum aksi-reaksi. Jadi tidak

pernah ada gaya tunggal dan gaya yang timbul selalu berpasangan.

Lalu menurut Newton, jika tidak ada gaya gesekan maka benda

akan terus bergerak selamanya sampai dihentikan. Serta benda yang diam

akan diam selamanya sampai diberikan gerakan yang mengenai benda itu.

Sehingga gaya gesekan merupakan gaya yang timbul akibat adanya

persentuhan secara langsung antara permukaan dua benda. Berdasarkan

hal itu, praktikum gaya dan daya kali ini akan didasari oleh pernyataan

3

Newton tentang hukum kedua Newton dan gaya gesekan yang bekerja

pada benda.

2. Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum Acara I Gaya dan Daya adalah :

a. Mempelajari gaya gesek (hambatan gelinding) dan koefisiennya yang

timbul pada roda kendaraan yang menggelinding pada permukaan

horizontal.

b. Mempelajari daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan sebuah

kendaraan.

3. Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum Acara I Gaya dan Daya, dilaksanakan pada hari Rabu,

tanggal 27 Oktober 2010, pada pukul 15.00-17.00 WIB, bertempat di

Laboratorium Rekayasa Proses Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian,

Fakultas Pertanian, Universitas Sebelas Maret Surakarta.

B. Tinjauan Pustaka

Langkah pertama untuk memahami gagasan Newton adalah menyadari

bahwa benda hanya akan berhenti bergerak karena dipengaruhi oleh suatu

gaya eksternal, yaitu gaya gesek. Benda akan berhenti bergerak kerana

bergesekan dengan benda lain, sekalipun benda lain itu hanyalah molekul

udara. Gagasan yang menjelaskan bahwa gesekan adalah penyebab

berhentinya benda bergerak, sebenarnya telah dipahami sebagian sebelum

kemunculan Newton. Galileo Galilei telah mengetahui bahwa benda-benda

akan terus bergerak selamanya jika tidak ada pengaruh gaya eksternal yang

bekerja terhadapnya. Ia melakukan serangkaian eksperimen dengan

menggulirkan beberapa bola pada sebuah papan miring. Bola-bola tersebut

bergulir ke arah garis horizon, dan Galileo menyimpulkan, tanpa adanya

gesekan, bola-bola itu takkan pernah berhenti bergulir (Gribbin, 2005).

Ketika sebuah benda memberikan gaya kepada benda lain maka benda

kedua tersebut membalas dengan memberikan gaya kepada benda pertama, di

mana gaya yang diberikan sama besar tetapi berlawanan arah. Jadi gaya yang

4

bekerja pada sebuah benda merupakan hasil interaksi dengan benda lain. Anda

dapat melakukan percobaan untuk membuktikan hal ini. Tendanglah batu atau

tembok dengan keras, maka kaki anda akan terasa sakit (jangan dilakukan).

Mengapa kaki terasa sakit? hal ini disebabkan karena ketika kita menendang

tembok atau batu, tembok atau batu membalas memberikan gaya kepada kaki

kita, di mana besar gaya tersebut sama, hanya berlawanan arah. Gaya yang

kita berikan arahnya menuju batu atau tembok, sedangkan gaya yang

diberikan oleh batu atau tembok arahnya menuju kaki kita (Lohat, 2008).

Suatu benda dikatakan telah melakukan usaha, kalau benda itu telah

menambah tenaga geraknya atau kemampuan untuk bergerak. Jadi tenaga

gerak tergantung pada besarnya kecepatan dan tak bergantung pada arah

kecepatan itu. Maka besaran usaha bukanlah besaran vektor, melainkan

besaran skalar. Sedangkan daya adalah kecepatan melakukan usaha dalam

selang waktu tertentu (Sudoyo, 1986).

Dalam fisika, percepatan adalah perubahan kecepatan dibagi satuan

waktu. Percepatan bisa bernilai positif dan negatif. Bila nilai percepatan

positif, hal ini menunjukkan bahwa kecepatan benda yang mengalami

percepatan positif ini bertambah (dipercepat). Sebaliknya bila negatif, hal ini

menunjukkan bahwa kecepatan benda menurun (diperlambat). Contoh

percepatan positif adalah jatuhnya buah dari pohonnya yang dipengaruhi oleh

gravitasi. Sedangkan contoh percepatan negatif adalah proses pengereman

mobil (Anonim1, 2010).

Massa (berasal dari bahasa Yunani μάζα) adalah suatu sifat fisika dari

suatu benda yang digunakan untuk menjelaskan berbagai perilaku objek yang

terpantau. Dalam kegunaan sehari-hari, massa bisaanya disinonimkan dengan

berat. Namun menurut pemahaman ilmiah modern, berat suatu objek

diakibatkan oleh interaksi massa dengan medan gravitasi. Alat yang

digunakan untuk mengukur massa bisaanya adalah timbangan. Dalam satuan

SI, massa diukur dalam satuan kilogram, kg (Anonim2, 2010).

Kita definisikan daya (power) sebagai laju usaha yang dilakukan

terhadap waktu. Daya rata-rata yang dikeluarkan oleh sesuatu sama dengan

5

usaha total yang dilakukannya dibagi dengan selang waktu total yang

dibutuhkan untuk melakukan usaha tersebut, yaitu P=W/t. Dalam Sistem

Satuan Internasional, satuan daya adalah 1 joule/detik dan disebut 1 watt

(disingkat W). Dalam sistem British-engineering, satuan daya adalah 1 pon-

kaki/detik. Satuan ini terlalu kecil untuk kebutuhan praktis, karena itu diambil

satuan lain yang lebih besar yang disebut daya kuda (disebut hp – dari horse

power) (Wiley, 1999).

Daya P sebuah mesin adalah laju usaha yang dihasilkannya. Jadi jika

sebuah mesin menghasilkan sejumlah usaha W dalam waktu t, dayanya adalah

P =W/t. Sedangkan satuan daya adalah joule per detik atau watt (W)

(Cromer,1994).

Traksi roda didefinisikan sebagai kemampuan suatu kendaraan untuk

mendorong atau menarik beban. Besarnya tergantung dari tenaga mesin,

dimensi roda, beban pada roda terhadap jalan dan koefisien gesek antara roda

dengan jalan. Berdasakan teori ini maka roda menjadi bagian penting dalam

merencanakan kemampuan jelajah suatu kendaraan. Hasil pengujian

menunjukkan bahwa traksi roda meningkat secara linear jika diameter dan

gaya tekan pada roda meningkat. Stabilitas sangat terkait dengan

pengendalian gerak kendaraan baik pada kecepatan konstan ataupun pada saat

ada percepatan. Sedang kemampuan jelajah terkait dengan gaya dorong/tarik

atau traksi roda yang dimiliki kendaraan (Dewanto dan Sudarsono, 2003).

Jika signal percepatan a(t) dapat diukur, maka kecepatan kendaraan

tersebut dapat dihitung dengan melakukan integral sebagai berikut: v(t)=

∫0

t

a (t ) dt . Dengan cara yang sama jaraknya adalah s(t)=∫0

t

v (t ) dt. Jika ditulis

dengan persamaan diskrit, maka akan menjadi sebagai berikut: v(n)=v(n-1)+

{a (n )+a (n−1 ) }τ2

. Sedangkan untuk jarak akan ditulis secara matematis sebagai

berikut: s(n)=s(n-1)+{v (n )+v ( n−1 ) }τ

2. Di mana v=kecepatan kendaraan (m/s),

a=percepatan kendaraan (m/s2), s=jarak (m), n=sampling, t=beda waktu (s).

6

Pengukuran power yang dimaksud dalam pengukuran ini adalah power dari

percepatan kendaraan tersebut di atas jalan. Power yang diukur secara total

terdiri dari dua buah komponen, gaya karena percepatan dari mesin dan gaya

hambat (aerodinamik dan gaya gesek). Masing-masing tipe ban dan bentuk

kendaraan tersebut akan sangat mempengaruhi gaya hambatnya (Widada dan

Klliwati, 2007).

C. Alat, Bahan, dan Cara Kerja

1. Alat

a. Stopwatch

b. Timbangan

c. Meteran

2. Bahan

a. Sebuah unit kendaraan

b. Landasan kasar dan licin

c. Tali ringan (senar atau benang)

d. Beban / pemberat tambahan

3. Cara Kerja

a. Menyiapkan rangkaian percobaan seperti pada gambar di bawah ini,

7

Gambar 1.1 Kendaraan percobaan

b. Menentukan landasan yang telah ditentukan untuk meluncur,

c. Menyiapkan alat-alat ukur seperti stopwatch, timbangan, meteran, tali

senar, dan pemberat,

d. Melakukan percobaan dengan memberikan beban / pemberat pada

katrol berturut-turut (mb) = 0,15 kg, 0,175 kg, dan 0,2 kg, sedangkan

massa kendaraan (mk) = 1,5 kg dan 2 kg,

e. Mengulang percobaan masing-masing sebanyak tiga kali,

f. Mencatat dan menganalisis hasil percobaan.

D. Hasil dan Analisis Hasil Percobaan

1. Hasil Percobaan

Tabel 1.1 Perhitungan Koefisien Gesek (µ) dan Daya Landasan KasarLandasan Mk (kg) Mb (kg) t (s) µ P (watt)

Kasar

1,5

0,15 5,427 0,011 0,0420,175 4,477 0,099 0,0750,2 3,970 0,111 0,108

Rata-rata : 0,074 0,075

2,0

0,15 6,253 0,067 0,0370,175 5,417 0,078 0,0570,2 4,533 0,084 0,097

Rata-rata : 0,076 0,064Rata-rata total : 0,075 0,069

Sumber : Laporan Sementara

Tabel 1.2 Perhitungan Koefisien Gesek (µ) dan Daya pada Landasan LicinLandasan Mk (kg) Mb (kg) t (s) µ P (watt)

Licin

1,5

0,15 3,67 0,075 0,1920,175 3,33 0,086 0,2440,2 2,943 0,093 0,353

Rata-rata : 0,085 0,263

2,0

0,15 3,583 0,049 0,2610,175 3,77 0,064 0,2230,2 3,19 0,067 0,369

Rata-rata : 0,06 0,284Rata-rata total : 0,072 0,274

Sumber : Laporan Sementara

2. Analisis Hasil Percobaan

a. Koefisien gesek (µ) pada landasan kasar

Ft

T Y

B K2

Y

T

fdWk fb

beban

8

Rumus : μ=

mb⋅g⋅−(mb+mk )(2 y / t2 )mk⋅g

1) Mk = 1,5 kg

a)μ=

0 ,15⋅9,8⋅−( 0 ,15+1,5 )(2⋅1,5 /5 ,4272 )1,5⋅9,8

=1 , 47−(1 , 65)(3/29 , 452 )14 ,7

= 0,011

b)μ=

0 ,175⋅9,8⋅−( 0 ,175+1,5 )(2⋅1,5 /4 ,4772)1,5⋅9,8

=1 ,715−(1 ,675 )(3 /20 , 046)14 ,7

= 0,099

c)μ=

0,2⋅9,8⋅−(0,2+1,5)(2⋅1,5 /3 ,972 )1,5⋅9,8

=1 , 96−(1,7 )(3 /15 ,761 )14 ,7

= 0,111

µ rata-rata =0,011+0,099+0,111

3 = 0,074

2) Mk = 2 kg

a)μ=

0 ,15⋅9,8⋅−( 0 ,15+2 )(2⋅1,5/6 , 2532 )2⋅9,8

=1 , 47−(2 , 15)(0 , 076 )19 , 6

= 0,067

b)μ=

0 ,175⋅9,8⋅−( 0 ,175+2 )(2⋅1,5/5 ,4172)2⋅9,8

=1 ,175−(2 ,175 )(0 ,102 )19 , 6

9

= 0,078

c)μ=

0,2⋅9,8⋅−(0,2+2)(2⋅1,5 /4 , 5332 )2⋅9,8

=1 , 96−(2,2)(0 , 146 )19 , 6

= 0,084

µ rata-rata =0,067+0,078+0,084

3 = 0,076

b. Koefisien gesek (µ) pada landasan licin

Rumus :

μ=mb⋅g⋅−(mb+mk )(2 y / t2 )

mk⋅g

1) Mk = 1,5 kg

a)μ=

0 ,15⋅9,8⋅−( 0 ,15+1,5 )(2⋅1,5 /3 , 672 )1,5⋅9,8

= 0,075

b)μ=

0 ,175⋅9,8⋅−( 0 ,175+1,5 )(2⋅1,5 /3 , 332 )1,5⋅9,8

= 0,086

c)μ=

0,2⋅9,8⋅−(0,2+1,5)(2⋅1,5 /2,9432)1,5⋅9,8

= 0,093

µ rata-rata =0,075+0,086+0,93

3 = 0,085

2) Mk = 2 kg

a)μ=

0 ,15⋅9,8⋅−( 0 ,15+2 )(2⋅1,5/3 , 5832 )2⋅9,8

= 0,049

b)μ=

0 ,175⋅9,8⋅−( 0 ,175+2 )(2⋅1,5/3 ,772 )2⋅9,8

10

= 0,064

c)μ=

0,2⋅9,8⋅−(0,2+2)(2⋅1,5 /3 , 192 )2⋅9,8

= 0,067

µ rata-rata =0,049+0,064+0,067

3 = 0,06

c. Daya (P) pada landasan kasar

Rumus : P =mk . 2y2

t3

1) Mk = 1,5 kg

a) P =

1,5 . 2(1,5 )2

5 , 4273= 0,042 watt

b) P =

1,5 . 2(1,5 )2

4 , 4773= 0,075 watt

c) P =

1,5 . 2(1,5 )2

3 , 973= 0,108 watt

P rata-rata =0,042+0,075+0,108

3 watt = 0,075 watt

2) Mk = 2 kg

a) P =

2 . 2 (1,5 )2

6 ,2533= 0,037 watt

b) P =

2 . 2 (1,5 )2

5 ,4173= 0,057 watt

c) P =

2 . 2 (1,5 )2

4 ,5333= 0,097 watt

P rata-rata =0,037+0,057+0,097

3 watt = 0,069 watt

d. Daya (P) pada landasan licin

Rumus : P =mk . 2y2

t3

11

1) Mk = 1,5 kg

a) P =

1,5 . 2(1,5 )2

3 , 673= 0,192 watt

b) P =

1,5 . 2(1,5 )2

3 , 333= 0,244 watt

c) P =

1,5 . 2(1,5 )2

2 , 9433= 0,353 watt

P rata-rata =0,192+0,244+0,353

3 watt = 0,263 watt

2) Mk = 2 kg

a) P =

2 . 2 (1,5 )2

3 ,5833= 0,261 watt

b) P =

2 . 2 (1,5 )2

3 ,773= 0,223 watt

c) P =

2 . 2 (1,5 )2

3 ,193= 0,369 watt

P rata-rata

=0,261+0,223+0,3693

watt = 0,274 watt

12

Gambar 1.2 Hubungan antara µ dengan W pada landasan kasar dan licin

0.15 0.175 0.2 0.15 0.175 0.20

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

Landasan kasarLandasan licin

µ

mk = 1,5 kg mk = 2 kg

13

0.15 0.175 0.2 0.15 0.175 0.20

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

Landasan kasarLandasan licin

P (watt)

mk = 1,5 kg mk = 2 kg

Gambar 1.3 Hubungan antara P dengan W pada landasan kasar dan licin

E. Pembahasan

Dari percobaan, kita ingin mengenal lebih jauh mengenai koefisien

gesek dan daya yang dibutuhkan untuk menggerakan suatu unit kendaraan.

Pada tabel 1.1 dan tabel 1.2, terdapat jumlah waktu yang dibutuhkan

kendaraan untuk bergerak sepanjang 1,5 meter. Pada landasan kasar (tabel

1.1), untuk massa kendaraan (mk = 1,5 kg) dan massa pemberat (berturut-turut

adalah 0,15 kg, 0,175 kg, dan 0,2 kg), waktu yang dibutuhkan semakin lama

semakin sedikit, yaitu dari 5,427 s; 4,477 s; dan 3,97 s. Begitu pula pada tabel

1.1 bagian mk yang bernilai 2 kg, serta tabel 1.2 untuk landasan licin.

Sehingga dari hasil tersebut, didapat kenyataan bahwa semakin besar massa

pemberat maka waktu yang diperlukan juga semakin singkat. Hal ini bisa

dijelaskan sebagai berikut. Massa pemberat diumpamakan sebagai gaya yang

menarik kendaraan. Semakin besar massa pemberat maka makin besar pula

gaya yang menarik kendaraan agar bergerak.

14

Lalu untuk nilai mk yang berbeda, maka waktu yang dibutuhkan juga

berbeda. Pada landasan kasar (tabel 1.1), waktu rata-rata bagian mk = 1,5 kg,

adalah 4,625 s. Sedangkan untuk mk = 2 kg, rata-rata waktunya adalah 5,401 s.

Hasil tersebut dapat menjelaskan bahwa mk yang bernilai makin besar, maka

waktu yang dibutuhkan juga semakin besar. Sebab massa yang harus ditarik

semakin besar. Sehingga waktu yang diperlukan juga semakin besar pula.

Demikian juga untuk tabel 1.2, pada mk = 1,5 kg, waktu yang diperlukan

sebesar 3,314 s. Serta untuk mk sebesar 2 kg, waktunya adalah 3,514 s.

Kemudian, waktu yang dibutuhkan paling cepat adalah pada bagian landasan

licin untuk mk sebesar 1,5 kg, yaitu 3,314 s. Sedangkan waktu yang paling

lama adalah pada landasan kasar bagian mk 2 kg, yaitu 5,401 s.

Menurut Newton, jika tidak ada gaya gesekan maka benda akan terus

bergerak selamanya sampai dihentikan dan benda yang diam akan diam

selamanya sampai diberikan gerakan. Contoh kongkritnya, sebuah bola tidak

akan tiba-tiba melayang ke arah kita jika tidak ada yang melemparnya. Begitu

juga sebaliknya. Jika tidak ada yang menghentikan gerakan suatu benda, maka

benda akan terus bergerak.

Gesekan bisaanya terjadi di antara dua permukaan benda yang

bersentuhan, baik terhadap udara, air atau benda padat. Ketika sebuah benda

bergerak di udara, permukaan benda tersebut akan bersentuhan dengan udara

sehingga terjadi gesekan antara benda tersebut dengan udara. Demikian juga

ketika bergerak di dalam air. Gaya gesekan juga selalu terjadi antara

permukaan benda padat yang bersentuhan, sekalipun benda tersebut sangat

licin. Permukaan benda yang sangat licin pun sebenarnya sangat kasar dalam

skala mikroskopis. Ketika kita mencoba menggerakan sebuah benda, tonjolan-

tonjolan miskroskopis ini mengganggu gerak tersebut. Sebagai tambahan,

pada tingkat atom (ingat bahwa semua materi tersusun dari atom-atom),

sebuah tonjolan pada permukaan menyebabkan atom-atom sangat dekat

dengan permukaan lainnya, sehingga gaya-gaya listrik di antara atom dapat

membentuk ikatan kimia, sebagai penyatu kecil di antara dua permukaan

benda yang bergerak.

15

Jika permukaan suatu benda bergeseran dengan permukaan benda lain,

masing-masing benda tersebut melakukan gaya gesekan antara satu dengan

yang lain. Gaya gesekan pada benda yang bergerak selalu berlawanan arah

dengan arah gerakan benda tersebut. Selain menghambat gerak benda, gesekan

dapat menimbulkan aus dan kerusakan. Hal ini dapat kita amati pada mesin

kendaraan. Misalnya ketika kita memberikan minyak pelumas pada mesin

sepeda motor, sebenarnya kita ingin mengurangi gaya gesekan yang terjadi di

dalam mesin. Jika tidak diberi minyak pelumas maka mesin kendaraan kita

cepat rusak.

Ketika sebuah benda berguling di atas suatu permukaan (misalnya roda

kendaraan yang berputar atau bola yang berguling di tanah), gaya gesekan

tetap ada walaupun lebih kecil dibandingkan dengan ketika benda tersebut

meluncur di atas permukaan benda lain. Gaya gesekan yang bekerja pada

benda yang berguling di atas permukaan benda lainnya dikenal dengan gaya

gesekan rotasi. Sedangkan gaya gesekan yang bekerja pada permukaan benda

yang meluncur di atas permukaan benda lain (misalnya buku yang didorong di

atas permukaan meja) disebut sebagai gaya gesekan translasi.

Gaya gesekan yang bekerja pada dua permukaan benda yang

bersentuhan, ketika benda tersebut belum bergerak disebut gaya gesek statik

(lambangnya fs). Gaya gesek statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil

yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak. Ketika benda telah bergerak,

gaya gesekan antara dua permukaan bisaanya berkurang sehingga diperlukan

gaya yang lebih kecil agar benda bergerak dengan laju tetap. Ketika benda

telah bergerak, gaya gesekan masih bekerja pada permukaan benda yang

bersentuhan tersebut. Gaya gesekan yang bekerja ketika benda bergerak

disebut gaya gesekan kinetik (lambangnya fk). Ketika sebuah benda bergerak

pada permukaan benda lain, gaya gesekan bekerja berlawanan arah terhadap

kecepatan benda. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pada permukaan

benda yang kering tanpa pelumas, besar gaya gesekan sebanding dengan gaya

normal.

16

Besarnya gaya gesek, dipengaruhi oleh koefisien gesekan dan gaya

normal benda. Hal ini dapat terlihat dari rumus fk = µk.N. Di mana fk adalah

gaya gesekan, µk adalah koefisien gesekan, dan N adalah gaya normal. Fk

berbanding lurus dengan besarnya µk (fk ∝ µk) dan N (fk ∝ N). Artinya

semakin besar nilai fk maka nilai µk dan nilai N juga semakin besar. Besarnya

N untuk hal ini adalah sama dengan besarnya berat kendaraan (w = mk.g).

Pada praktikum ini, terdapat 2 landasan yang berbeda yaitu landasan

kasar dan licin. Menurut teori yang ada, pada landasan kasar, gaya gesek yang

timbul besar, sehingga nilai µk juga besar. Sedangkan pada landasan licin,

gaya gesekan antara roda dengan lantai kecil, sehingga nilai µk juga kecil.

Pada tabel 1.1, nilai µk rata-rata adalah 0,075. Lalu pada tabel 1.2, nilai µk

rata-rata pada landasan licin sebesar 0,072. Jadi, nilai µk landasan kasar lebih

besar dibandingkan nilai µk landasan licin (gambar 1.2).

Setelah kita membahas masalah koefisien gesekan, selanjutnya akan

dibahas daya yang dibutuhkan agar kendaraan mampu bergerak sejauh 1,5

meter. Dalam ilmu fisika, daya diartikan sebagai laju dilakukannya usaha atau

perbandingan antara usaha dengan selang waktu dilakukannya usaha. Dalam

kaitan dengan energi, daya diartikan sebagai laju perubahan energi. Sedangkan

Daya rata-rata didefinisikan sebagai perbandingan usaha total yang dilakukan

dengan selang waktu total yang dibutuhkan untuk melakukan usaha.

Dalam hal ini, pada tabel 1.1, rata-rata nilai P adalah sebesar 0,069

watt. Sedangkan nilai P tabel 1.2 adalah bernilai 0,274 watt. Alasan mengapa

daya pada landasan kasar lebih kecil daripada daya pada landasan licin, adalah

karena adanya perbedaan besarnya waktu. Rumus yang digunakan untuk

menghitung besarnya daya adalah mk.2y2/t3. Dilihat dari rumus tersebut, maka

semakin besar nilai waktunya maka semakin kecil nilai daya yang diperoleh.

Sehingga pantas saja jika nilai daya landasan kasar lebih kecil nilainya

daripada daya landasan licin. Hal ini dapat dilihat dari gambar 1.3. Kemudian,

faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya gaya adalah massa kendaraan

(mk), jarak yang ditempuh kendaraan (1,5 m), waktu yang diperlukan untuk

menempuh jarak (t), dan jenis landasan (kasar/licin).

17

Lalu hubungan antara nilai µk dengan nilai P adalah berbanding lurus.

Buktinya pada tabel 1.1 bagian mk 1,5 kg, nilai µk berturut-turut adalah 0,011;

0,099; dan 0,111. Nilai P (watt) berturut-turut adalah 0,042; 0,075; dan 0,108.

Dari bukti sebagian kecil tersebut, maka µk sebanding dengan P (µk ∝ P).

Begitu pula hal itu terjadi pada tabel 1.2.

Menurut teori yang ada, terdapat beberapa percobaan yang tidak

sesuai. Hal ini terdapat pada landasan licin pada mk 2 kg. Pada mb 0,15 kg dan

0,175 kg, seharusnya waktu yang dibutuhkan semakin kecil. Namun, ternyata

besarnya waktu semakin besar, yaitu dari 3,583 s menjadi 3,77 s. Hal ini

karena terdapat kekurangtelitian dalam menggunakan stopwatch. Selain itu,

pada waktu menempatkan kendaraan agar berjarak 1,5 meter, terkadang

kurang akurat dalam menempatkan kendaraan. Sehingga ada kalanya jarak

lebih kecil atau lebih besar dari seharusnya.

Grafik 1.2 memberikan penjelasan mengenai hubungan antara µ

(koefisien gesekan) dengan w (berat kendaraan) pada landasan kasar dan

landasan licin. Baik pada landasan kasar maupun licin, semakin besar nilai mb

(dari 0,15 kg sampai 0,2 kg), maka nilai µ juga semakin besar. Hal ini terbukti

dari garis grafik yang semakin naik dengan diiringi semakin besarnya nilai mb

dan nilai µ. Kemudian, dari grafik tersebut, nilai µ pada landasan kasar lebih

besar dibandingkan pada landasan licin. Hal ini dapat terlihat dari garis warna

biru (landasan kasar) terdapat di atas garis warna merah (landasan licin).

Sedangkan pada grafik 1.3, terdapat hubungan mengenai P (daya)

dengan w (berat kendaraan) pada landasan kasar dan licin. Seharusnya baik

pada landasan kasar maupun licin, semakin besar nilai mb, maka semakin

besar pula nilai P. Pada landasan kasar, syarat tersebut berlaku. Namun pada

landasan licin, ternyata terdapat kekeliruan percobaan. Pada mk 2 kg dengan

mb 0,15 kg dan 0,175 kg, terlihat penurunan garis pada grafik. Selain itu, besar

daya pada landasan licin lebih besar daripada daya pada landasan kasar. Hal

ini terlihat pada garis warna merah (landasan licin) yang berada di atas garis

warna biru (landasan kasar).

18

F. Kesimpulan

Dari percobaan yang telah dilaksanakan, dapat diambil kesimpulan

sebagai berikut :

a. Gaya adalah tarikan atau dorongan yang memiliki arah dan dapat

menyebabkan benda bergerak atau mengalami perubahan gerak atau

berubah bentuk.

b. Waktu yang dibutuhkan paling lama untuk menggerakan kendaraan adalah

pada landasan kasar, yaitu sebesar 5,401 sekon.

c. Waktu yang paling cepat untuk menggerakan kendaraan adalah pada

landasan licin, yaitu 3,314 sekon.

d. Gaya gesek adalah gaya yang timbul akibat adanya persentuhan secara

langsung antara permukaan dua benda, di mana arahnya berlawanan

dengan gaya gerak.

e. Besarnya koefisien gesekan pada landasan kasar adalah 0,075.

f. Koefisien gesekan pada landasan licin sebesar 0,072.

g. Koefisien gesekan pada landasan kasar lebih besar daripada koefisien

gesekan pada landasan licin.

h. Daya rata-rata yang dikeluarkan oleh sesuatu sama dengan usaha total

yang dilakukannya dibagi dengan selang waktu total yang dibutuhkan

untuk melakukan usaha tersebut.

i. Daya untuk menggerakan kendaraan pada landasan kasar adalah 0,069

watt.

j. Daya yang diperlukan untuk menggerakan kendaraan pada landasan licin

bernilai 0,274 watt.

k. Berdasarkan grafik 1.2, semakin besar nilai mb (massa beban), maka

semakin besar nilai µ (koefisien gaya gesek).

l. Berdasarkan grafik 1.3, semakin besar nilai mb (massa beban), maka

semakin besar pula nilai P (daya).

19

DAFTAR PUSTAKA

Anonim1. 2010. Percepatan. http://id.wikipedia.org/wiki/Percepatan. Diakses pada hari Minggu tanggal 17 Oktober 2010 pada pukul 08.35 WIB.

Anonim2. 2010. Massa. http://id.wikipedia.org/wiki/Massa. Diakses pada hari Minggu tanggal 17 Oktober 2010 pada pukul 08.47 WIB.

Cromer, Alan. 1994. Fisika Untuk Ilmu-Ilmu Hayati. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.

Dewanto dan Sudarsono. 2003. Pemodelan Sistem Gaya dan Traksi Roda. Jurnal Teknik Mesin. Vol 5. No 2. Hal 64. Universitas Kristen Petra. Surabaya.

Gribbin, John. 2005. Fisika Modern (terjemahan Dimas). Erlangga. Jakarta.

Lohat, Alexander. 2008. Hukum III Newton (Hukum Aksi-Reaksi). http://www.gurumuda.com/hukum-newton-3. Diakses pada hari Minggu tanggal 17 Oktober pada pukul 07.52 WIB.

Sudoyo. 1986. Azas-Azas Ilmu Fisika. Gajah Mada University Press. Yogyakarta.

Widada dan Kliwati. 2007. Measurement of Vehicle Acceleration Performance Using Three-Axial Accelerometer. Seminar Nasional Teknologi. Hal 3-4. Yogyakarta.

Wiley, John. 1999. Fisika (terjemahan Pantur). Erlangga. Jakarta.