Embed Size (px)
DESCRIPTION
JURNAL FIFIKA
Citation preview
Jurnal Praktikum Fisika Tentang Koefisien Gesekan Statis dan Kinetis Antara Dua Permukaan Pada Bidang Datar
Jurnal Praktikum FisikaTentang Koefisien Gesekan Statis dan Kinetis Antara Dua Permukaan Pada Bidang Datar
Indrie Dwi AndarwatiS1 Pendidikan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Surabaya dan
Emilia Elis Hartanti S1 Pendidikan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Surabaya dan
Abstrak Telah kami lakukan percobaan yang berjudul “Koefisien Gesekan” yang bertujuan untuk menentukan koefisien gesekan statis dan kinetis antara dua permukaan. Metode yang digunakan adalah menimbang massa balok yang akan digunakan, merangkai alat sedemikian rupa, memberinya beban (m2) sehingga balok tepat akan bergerak dengan mengetok meja pelan-pelan. Mengulangi percobaan tersebut dengan memanipulasi (m1) sehingga dapat diketahui µs. Percobaan selanjutnya merangkai alat seperti percobaan pertama dengan mengontrol (m1) dan (m2) dengan memanipulasi jarak sehingga dapat diketahui waktu yang ditempuh. Dengan memasukan kerumus maka µk dapat diketahui. Pada percobaan pertama (statis) diketahui besar µs=0,47 dengan taraf ketelitian 83%. Pada percobaan kedua (kinetis) diketahui besar µk=0,30 dengan taraf ketelitian 85,7%. Tetapi pada percobaan tersebut diketahui hasil bahwa besar µk lebih besar dari µs. Dari percobaan ini dapat diketahui bahwa koefisien gesek statis terjadi pada saat benda diam atau tepat akan bergerak sedangkan koefisien gesek kinetis terjadi pada saat benda sudah bergerak.Kata Kunci: gaya gesek, statis, dan kinetis.
AbstractWe have done the experiment entitled " Coefficient of Friction " which aims to determine the static and kinetic coefficient of friction between the two surfaces . The method used is to weigh the mass of the beam to be used , stringing tools in such a way , give him loads ( m2 ) so that the beam will move to the right slowly knocking the table . Repeated the experiment by manipulating ( m1 ) so that it can be seen microseconds . Subsequent experiments as a tool to assemble the first experiment with the controls ( m1 ) and ( m2 ) by manipulating the distance so as to know the time taken . By entering the formula then μk can be known . In the first experiment ( static ) note large microseconds = 0.47 with 83 % accuracy level . In the second experiment ( kinetic ) great unknown μk = 0.30 with 85.7 % accuracy level . But in the experiment known result that large μk is greater than microseconds . From these experiments it can be seen that the coefficient of static friction occurs during stationary objects or right will move while the coefficient of kinetic friction occurs when the object has moved .Key word : frictional forces, static, and kinetic
PENDAHULUAN
Sebuah benda jika diletakkan diatas sebuah meja tanpa diberi peerlakuan apapun cenderung tetap mempertahankan posisinya. Namun apabila diberi gaya luar maka benda tersebut akan bergerak dan terjadi gaya gesek yang arahnya berlawanan dengan gaya luar. Gaya gesek dipengaruhi oleh koefisien gesekan dan gaya normal. Koefisien gesekan adalah tingkat kekasaran dari suatu benda. Sebuah benda yang tepat akan bergerak mempunyai koefisien gesekan lebih besar dari pada benda yang sudah bergerak dan mempunyai percepatan. Koefisien yang dimiliki benda tepat akan bergerak disebut koefisien gesek statis sedang koefisien yang dimiliki benda yang sudah bergerak dan mempunyai percepatan disebut koefisien gesek kinetis.
Tujuan dari percobaan ini adalah untuk menentukan koefisien gesekan statis dan kinetis antara dua permukaan.
Adapun rumusan masalah dari percobaan ini adalah “Bagaimana cara menetukan koefisien gesekan
statis (µs) antara dua permukaan?” serta “Bagaimana cara menentukan koefisien gesekan kinetis (µk) antara dua permukaan.
Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah bersentehuhan. Benda-benda yang dimaksud disini tidak harus berbentuk padat, melainkan dapat pula berbentuk cair ataupun gas. Gaya gesek antara dua benda padat misalnya adalah gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan
1
Jurnal Praktikum FisikaTentang Koefisien Gesekan Statis dan Kinetis Antara Dua Permukaan Pada Bidang Datar. Volume 01 Nomor 01 Tahun 2013, M-2
gaya antara benda padat dan cairan serta gas adalah gaya Stokes.
Gaya gesek statis adalah gesekan antara 2 benda padat yang tidak bergerak relatif satu sama lainnya. Seperti contoh, gesekan statis dapat mencegah benda meluncur kebawah pada bidang miring maupun bidang datar. Koefisien gesek statis umumnya dinotasikan dengan (µs).
Jika suatu balok dilepas di udara akan jatuh karena pada balok bekerja gaya gravitasi bumi. Tetapi jika balok diletakkan di atas meja karena terdapat gaya tekan permukaan meja yang bekerja pada balok ketika balok dan meja bersentuhan. Gaya kontak yang berarah tegak lurus pada bidang permukaan disebut dengan gaya normal. Jika suatu balok dengan berat W diiletakkan pada bidang datar dan pada balok tidak bekerja gaya luar maka besar gaya normal sam dengan besar gaya berat tersebut ( N = W ). Jika bidang sentuh mendatar maka arah gaya normal adalah vertikal ke atas. Jika bidang sentuh miring maka arah gaya normal juga miring ke atas tegak lurus bidang sentuh.
Jika ditinjau suatu balok diletakkan diatas bidang datar yang kemudian balok itu dikerjakan dengan gaya mendatar sebesar f dan gaya-gaya yang bekerja pada balok itu seimbang (balok tidak bergerak) maka gaya gaya yang bekerja: N
F
fs
WGambar gaya-gaya yang bekerja pada balok
Dengan W: gaya berat, N: gaya normal, F: gaya yang bekerja pada balok, Fs: gaya gesek kinetis
Jika fs menyatakan besar gaya gesek statis maka dituliskan fs < µs. Dengan rumus
µs = m2/ m1
Gaya gesek kinetis (atau dinamis) terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu sma lainnya dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetis umumnya dinotasikan dengan µk .
Hukum newton yang kedua menyatakan “percepatan yang dialami suatu benda sebanding dengan besarnya gaya yang bekerja dan sebanding dengan massa benda itu”. Hukum newton 2 dapat ditulis dengan persamaan. a=f/m dengan f= jumlah vektor, m= massa benda, a= percepatan.
Percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada benda, dan berbanding terbalik dengan massa-massa benda itu. Arah percepatan sama dengan arah gaya yang bekerja. Jika gaya yang
bekerja pada balok diperbesar sehingga balok bergerak maka beralku hubungan: fk= µk.
Jika ditinjau balok saat bergerak akibat bekerja nya dengan gaya f N
a
F fs
WGambar balok bergerak akibat gaya F
Maka berlaku hubungan F-fk = m.a dengan F= gaya penggerak, m= massa balok, a= percepatan gaya balok. Dengan rumus
µk = (m2/ m1)- 1{1+ (m2/ m1)}(2s/gt2 )
METODEA. Rancangan percobaan
N=w
fs
w=m.g
m.g
B. Alat dan Bahan - Papan : 1 buah- Balok kayu : 1 buah- Katrol : 1 buah- Beban : 1 set- Stopwatch : 1 buah- Meteran : 1 buah- Neraca : 1 buah- Benang Nilon : 1
C. Variabel yang digunakan dalam percobaan iniPada koefisien gesekan statisVariabel manipulasi : m1
4
m
m
m
Jurnal Praktikum Fisika Tentang Koefisien Gesekan Statis dan Kinetis Antara Dua Permukaan Pada Bidang Datar
Variabel kontrol : jarak (s)Variabel respon : m2
Pada koefisien gesekan kinetisVariabel manipulasi : Jarak (s)Variabel kontrol : m1 dan m2
Variabel respon : waktu (t)D. Langkah percobaan
1. Menimbang massa balok (m1)2. Mengatur alat-alat seperti pada gambar.
Memberikan beban dengan massa m2
sehingga balok tepat akan bergerak ( diperiksa dengan mengetok meja pelan-pelan). Pada kondisi tersebut dapat diketahui bahwa N = W = m1 g dan F = fs maksimum = m2 g. Dari hasil pengukuran tesebut dihitung koefisien gesekan statis balokµs = m2/ m1
3. Mengulangi percobaan tersebut ( minimal 5 kali ) dengan massa m1 yang berbeda.
4. Mengatur kembali alat-alat seperti gambr, memberikan beban dengan massa m hingga balok bergerak beratursn. Pada kondisi tersebut diketahui bahwa N = W = m1 g dan F-fk = (m1 + m2) g. Dalam hal ini F = m2 g fk = µk. N dan a = 2 s/ t2 dengan mengukur a dapat diperoleh dengan menetakan suatu jarak tertentu pada lintasan yang ditempuh balok (s) dengan meteran kemudian pada lintasan tersebut dengan stopwatch
5. Mengulangi langkah 4 ( minimal 3 kali pengulangan ) kemuudian memanipulasi massa atau jarak dengan 5 kali manipulasai. Dengan dta-data pengukran tersebut dihitungµk = (m2/ m1)- 1{1+ (m2/ m1)}(2s/gt2 )
HASIL DAN PEMBAHASANData yang diperoleh setelah melakukan percobaan koefisien gesek statis dan koefisien gesek kinetik adalah sebagai berikut :
1. Pada koefisien gesekan statis
Percobaan ke-
(m1+ 0,1) gram
(m2 + 0,1) gram
1 56,5 40,0
2 72,5 40,0
3 75,5 40,0
4 132,0 40,0
5 148,0 40,0
2. Pada koefisien gesekan kinetisPercobaan
ke-(m1+ 0,1)
gram(m2 + 0,1)
gram(s + 0,1)
mt (s)
1 132,0 100 0,1
0,25
0,26
0,27
2 132,0 100 0,2
0,38
0,36
0,38
3 132,0 100 0,3
0,41
0,41
0,39
4 132,0 100 0,4
0,57
0,59
0,6
5 132,0 100 0,5
1,04
1,05
1,05
Dari perhitungan setelah dimasukkan kedalam rumus koefisien gesek statis µs = m2/m1
Percobaan ke-
(m1+ 0,1) gram
(m2 + 0,1) gram
µs
1 56,5 40,0 0,70
2 72,5 40,0 0,55
3 75,5 40,0 0,52
4 132,0 40,0 0,30
5 148,0 40,0 0,27
Dan pada saat dimasukkan pada rumus koefisien gesek kinetis µk = (m2/ m1)- 1{1+ (m2/ m1)}(2s/gt2 )
Percobaan ke-
(m1+ 0,1) gram
(m2 + 0,1) gram
(s + 0,1) m
t (s) µk
1 132,0 100 0,1 0,26 0,22
2 132,0 100 0,2 0,37 0,23
3 132,0 100 0,3 0,40 0,10
4 132,0 100 0,4 0,59 0,35
5 132,0 100 0,5 1,04 0,58
Dari data diatas telah diperoleh bahwa koefisien gesekan statis dengan rata rata µs= ( 0,47 ± 0,08 ) dengan ketelitian 83% dan pada koefisien gesekan kinetis dengan rata-rata µk= (0,30± 0,043) dengan ketelitian 85,7%, yang mungkin disebabkan kurang ketelitian menetapkan beban, mengetok meja pada saat percobaan gesek statis dan mencermati waktu yang ditenpuh saat percobaan gesek kinetis.
3
Jurnal Praktikum FisikaTentang Koefisien Gesekan Statis dan Kinetis Antara Dua Permukaan Pada Bidang Datar. Volume 01 Nomor 01 Tahun 2013, M-2
Dan secara teoritis koefisien gesekan statis lebih besar dari koefisien gesekan kinetis.
Ucapan Terima KasihTerima kasih kami ucapkan kepada Tuhan yang telah memberikan Rahmat-Nya untuk kami sehingga kami bisa menyelesaikan Jurnal ini. Kami juga mengucapkan terima kasih kepada Bu Putri selaku dosen mata kuliah basic physic yang sudah banyak memberikan pelajaran-pelajaran yang berharga dan bermanfaat serta bimbingan Beliau yang sudah mengantarkan kami untuk menyelesaikan Jurnal ini. Tak lupa kami juga ucapkan kepada Orang Tua kami dan teman-teman kami terutama teman-teman kami kelas Pendidikan Biologi Unggulan 2013.
PENUTUP
SimpulanKoefisien gesekan statis adalah sebesar ( 0,47 ± 0,08 )
dengan taraf ketelitian sebesar 83 %Koefisien gesekan kinetis sebesar (0,30± 0,043)
dengan taraf ketelitian sebesar 85,7 %Dari data dan percobaan yang di dapatkan, koefisien
gesekan statis dipengaruhi oleh permukaan bawah balok yang licin atau kasr , massa beban , m1 dan m2
Untuk menentukan koefisien gesekan kinetis,kita harus mengetahui waktu untuk menempuh jarak (s), massa setiap objek ( m1 dan m2) lalu jarak yang ditempuh
Secara teori , µs seharusnya lebi besar daripada µk.
SaranAdapun saran dari penulis yakniSebelum melakukan percobaan harus memahami materi percobaan tersebut.. Percobaan harus dilakukan dengan sabar dan hati – hati, sehingga memperoleh data yang valid, terutama dalam membaca skala pada alat yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
.
UNESA. 2000. Pedoman Penulisan Artikel Jurnal, Surabaya: Lembaga Penelitian Universitas Negeri Surabaya.
Tim embina Dosen Praktikum Fisika Umum.2013.Modul Praktikum Fisika Umum.Surabaya:UNIPRESS UNESA.
Wijaya.2008.Fisika Dasar Jilid 1.Jakarta:Erlangga.
Redaksi kawan pustak.2008.Rangkuman Rumus MIPA SMA.Jakarta:PT Kawan Pustaka.
4
