gaya gesek
DESCRIPTION
dokumenTRANSCRIPT
GAYA GESEK
A. Tugas Pra Praktikum
1. Tuliskan bunyi Hukum Newton beserta penjelasannya dan berikan masing-masing contoh
dalam kehidupan sehari-hari!
2. Jelaskan kenapa dua buah benda yang bersentuhan akan menimbulkan gaya gesek! Dan
apa saja faktor yang mempengaruhinya?
3. Jelaskan masing-masing dari gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis!
4. Bandingkan koefisien gesek statis dan kinetis mana yang lebih besar? Jelaskan!
5. Jelaskan manfaat gaya gesek dalam kehidupan sehari-hari, sebutkan masing-masing 3
contoh gaya gesek yang menguntungkan dan merugikan?
6. Buktikan rumus!
koefisien gesek statis ,
koefisien gesek kinetis
tegangan tali
B. Tujuan1. Mahasiswa dapat lebih memahami tentang Hukum Newton.
2. Mahasiswa dapat menentukan koefisien gesek statis dan koefisien gesek kinetis.
3. Mahasiswa dapat menentukan percepatan benda yang bergerak di atas bidang miring.
4. Mahasiswa dapat lebih memahami konsep materi dinamika dalam perkuliahan Fisika
Dasar I.
C. Teori Percobaan
Gaya adalah semacam dorongan atau tarikan terhadap sebuah benda.1Gaya tidak selalu
menyebabkan gerak.2
Menurut Aristotle, keadaan alami sebuah benda adalah diam, dan dianggap perlu
adanya gaya untuk menjaga agar benda tetap bergerak.3 Sehingga hubungan antara gaya dan
gerak saling berhubungan. Hukum gerak dibagi 3:
1. Hukum Gerak Newton ke-1
“Setiap benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan laju tetap
sepanjang garis lurus, kecuali jika diberi gaya total yang tidak nol.”4
Jika resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan nol ( ), maka
benda cenderung untuk tetap bergerak lurus beraturan (bergerak dengan kecepatan
konstan) atau diam.
Persamaan nya adalah :
Keterangannya :
: gaya ( )
2. Hukum Gerak Newton ke-2
“Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja
padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah
gaya total yang bekerja padanya.”5
Persamaan nya adalah :
Keterangan :
: percepatan ( )
1 Giancoli, FISIKA Edisi Kelima Jilid 1 (Jakarta : Eerlangga, 2001), h. 90.2Ibid.,h. 91.3Ibid.,h. 91.4Ibid.,h. 93.5Ibid.,h. 95.
: gaya ( )
: massa ( )
3. Hukum Gerak Newton ke-3
“Ketika suatu benda memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut
memberikan gaya yang sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda yang
pertama.”6
Persamaan nya adalah :
Keterangan :
: gaya ( )
Ciri-ciri gaya aksi-reaksi :
- Besarnya sama tetapi arahnya berlawanan
- Selalu berpasangan dan terjadi jika dua benda berinteraksi
- Bekerja pada dua benda yang berbeda
- Segaris kerja dan tidak saling meniadakan
- Bukan sebagai sebab akibat, tetapi keduanya timbul secara bersama-sama
Gaya gesek merupakan gaya yang ditimbulkan oleh dua buah benda yang
permukaannya saling bersentuhan secara langsung dan arah gaya gesek berlawanan dengan
arah gerak benda. Besarnya gaya gesek ditentukan oleh kehalusan atau kekasaran permukaan
benda yang saling bersentuhan. Semakin kasar suatu permukaan benda maka semakin besar
gaya gesek yang ditimbulkan. Ada dua jenis gaya gesek yang bekerja pada benda, yaitu:
1. Gaya Gesek Statis ( )
6Ibid.,h. 97.
Gaya gesek statis yaitu gaya gesek yang bekerja pada saat benda dalam keadaan
diam dan nilainya mulai dari nol sampai suatu harga maksimum. Besarnya gaya gesek
statis maksimum adalah :
Keterangan :
: gaya gesek statis ( )
: koefisien gesek statis
: gaya normal ( )
2. Gaya Gesek Kinetis ( )
Gaya gesek kinetis yaitu gaya gesek yang bekerja pada benda ketika benda sudah
akan mulai bergerak sampai bergerak. Nilai gaya gesek kinetis selalu tetap, dan
dirumuskan dengan :
Keterangan :
: gaya gesek kinetis ( )
: koefisien gesek kinetis
: gaya normal ( )
Antara koefisien gesekan statis dan koefisien gesekan kinetis mempunyai nilai yang
berbeda, nilai koefisien gesekan statis selalu lebih besar daripada nilai koefisien gesekan
kinetis.
Untuk menentukan suatu koefisien gesek ( ) dapat menggunakan penurunan rumus :
Gambar 1
Perhatikan gambar 1 di atas.Awalnya, papan inklinasi AB dan AC saling berhimpitan.
Kemudian papan AC diangkat perlahan-lahan sampai pada suatu sudut tertentu (θ), sehingga
benda ( ) yang berada di atasnya tepat akan bergerak ke bawah. Hal ini disebabkan karena
komponen gaya berat yang bekerja pada benda sama dengan gaya gesek statisnya. Sesuai
dengan Hukum Newton, koefisien gesek statis dapat dinyatakan menjadi :
Keterangan :
: koefisien gesek statis
: sudut yang dibuat papan
: panjang sumbu tegak
: panjang sumbu mendatar
Gambar 2
Perhatikan gambar 2 di atas, tentunya benda ( ) akan bergerak jatuh ke bawah jika
. Dengan menggunakan perumusan Hukum II Newton, koefisien gesek kinetis
antara papan inklinasi dengan benda dan tegangantali pada system di atas adalah :
Keterangan :
: koefisien gesek kinetis
: percepatan ( )
: gravitasi ( )
: massa balok 1 (
: massa balok 2 (
Sesuai dengan Hukum II Newton, massa bergerak jatuh kebawah akibat resultan gaya
yang konstan. Hal inilah yang menyebabkan system bergerak dengan percepatan konstan.
Dengan menggunakan prinsip-prinsip kinematika pada percobaan sebelumnya, kita dapat
menentukan percepatan tetap sistem , melalui hubungan jarak yang ditempuh sistem dan
waktu yang dibutuhkan yaitu :
D. Alat dan Bahan1. Papan inklinasi berkatrol
2. Tiga buah balok ( )
3. Neraca O Hauss
4. Tali penghubung
5. Penahan papan inklinasi
6. Stopwatch
7. Mistar
E. Prosedur Percobaan1. Siapkan semua alat dan bahan yang dibutuhkan untuk melakukan praktikum.
2. Percobaan I (Pengukuran Koefisien Gesek Statis)
a. Letakan balok kayu diatas papan inklinasi yang disusun secara mendatar.
b. Angkat papan inklinasi secara perlahan sampai balok kayu tepat akanmulai bergerak,
lalu hahan posisi tersebut dengan menggunakan penahan balok.
c. Ukurlah jarak sumbu x dan sumbu y pada kemiringan sudut tersebut,.
d. Lakukan percobaan tersebut hingga 10 kali pada permukaan licin dan pada
permukaan kasar.
3. Percobaan II (Pengukuran Koefisien Gesek Kinetis)
a. Hubungkan balok satu (misalkan ) dengan balok yang satunya lagi (misalkan )
dengan seutas tali sepanjang 80 cm dan letakkan balok di atas papan inklinasi
mendatar, sedangkan balok biarkan tergantung bebas, seperti yang diperlihatkan
oleh gambar 2 ( ).
b. Pada saat meletakkan balok menggantung bebas, diingatkan bahwa harus ada
yang menahan balok sehingga sistem mula-mula dalam keadaan diam.
c. Ukurlah jarak balok terhadap ujung katrol papan inklunasi sebagai panjang x.
d. Lepaskan balok dan hitung waktu yang dibutuhkan balok sampai menyentuh
ujung katrol dengan menggunakan stopwatch.
e. Lakukan percobaan tersebut hingga 10 kali pada permukaan licin dan pada
permukaan kasar.
F. Data Pengamatan1. Percobaan I (Pengukuran Koefisien Gesek Statis)
a. Permukaan Licin
Ulangan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata SD
b. Permukaan Kasar
Ulangan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata SD
2. Percobaan II (Pengukuran Koefisien Gesek Kinetis)
a. Permukaan Licin
Tabel I
UlanganJarak tempuh Waktu Percepatan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata SD
Tabel II
Koefisien Gesek Kinetis
Rerata SD
Tabel III
Tegangan Tali
Rerata SD
b. Permukaan kasar
Tabel I
UlanganJarak tempuh Waktu Percepatan
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rerata SD
Tabel II
Koefisien Gesek Kinetis
Rerata SD
Tabel III
Tegangan Tali
Rerata SD
G. Pengolahan Data
H. Pasca Praktikum1. Buatlah grafik antara jarak terhadap percepatan pada percobaan gesekan kinetis!
(menggunakan Ms.Excel dan jelaskan)
2. Dari percobaan yang dilakukan apakah ada perbedaan koefisien gesek statis pada
permukaan balok licin dan kasar? Kalau ada jelaskan!
3. Dari percobaan yang dilakukan apakah ada perbedaan koefisien gesek kinetis pada
permukaan balok licin dan kasar? Kalau ada jelaskan!
4. Dari percobaan yang dilakukan manakah nilai koefisen gesek terbesar antara koefisien
gesek statis dan koefisien gesek kinetis? Jelaskan!
5. Sebuah benda 20 kg berada di atas bidang miring yang membentuk sudut 30o terhadap
horizontal. Koefisien gesek kinetis antara kotak dan bidang adalah 0,30. Tentukan
percepatan yang dialami benda itu sewaktu bergeser ke bawah. (g = 9,8 m/s2)
I. Kesimpulan
