Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

42
GAYA GESEKAN Rezki Amaliah*), Muh. Aditya Junaid, Nurqamri Putri Basofi, Rachmat Permata, Qur’aniah Ali. Fisika Dasar, Geografi 2015 Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Abstrak, Telah dilakukan eksperimen gaya gesekan. Tujuan dilakukannya percobaan ini ialah (1) untuk mengetahui faktor- faktor yang mempengaruhi gaya gesekan, (2) memahami konsep gaya gesek statik dan gaya gesek kinetik, (3) menentukan koefisien gesek statik dan gaya gesek kinetik. Pada praktikum ini dilakukan dengan cara mengukur gaya berat balok kemudian balok dikaitkan dengan neraca pegas 0-5 N menggunakan tali kemudian balok tersebut ditarik secara perlahan untuk mengetahui hubungan antara gaya normal dengan gaya gesekan, dalam percobaan ini digunakan permukaan kasar, sedang dan halus, alas yang digunakan yaitu bidang datar dan bidang miring setiap percobaan balok ditambahkan beban yang berbeda-beda dengan jarak tertentu. Dari data tersebut diperoleh hasil hubungan antara gaya normal dan gaya gesek statiknya adalah 1,4; 1,2; 1,2; sedangkan dengan gaya gesek kinetiknya adalah 0,7; 0,6; 0,6; adapun hasil dari hubungan antara keadaan permukaan dengan gaya gesek statiknya adalah 0,7; 1,15; 1,07; sedangkan dengan gaya gesk kintiknya adalah 0,6; 0,9; 0,7 adapun nilai koefisien gesekan statik pada bidang miring yaitu 0,47 sedangkan nilai koefisien kinetiknya adalah 0,48. Dari praktikum ini diperoleh kesimpulan gaya gesekan dipengaruhi oleh jenis permukaan benda, gaya normal (gaya tarik), sudut kemiringan (sudut kritis) dan waktu tempuh. Besarnya gaya gesekan bergantung pada kekasaran permukaan benda. Kata kunci: Gaya Gesekan, Gaya gesekan statik, Gaya gesekan Kinetik, dan Gaya Normal. RUMUSAN MASALAH 1. Apa sajakah factor-faktor yang mempengaruhi gaya gesekan ?

Transcript of Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Page 1: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

GAYA GESEKAN

Rezki Amaliah*), Muh. Aditya Junaid, Nurqamri Putri Basofi, Rachmat Permata,

Qur’aniah Ali.

Fisika Dasar, Geografi 2015

Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan AlamAbstrak, Telah dilakukan eksperimen gaya gesekan. Tujuan dilakukannya percobaan ini ialah (1) untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi gaya gesekan, (2) memahami konsep gaya gesek statik dan gaya gesek kinetik, (3) menentukan koefisien gesek statik dan gaya gesek kinetik. Pada praktikum ini dilakukan dengan cara mengukur gaya berat balok kemudian balok dikaitkan dengan neraca pegas 0-5 N menggunakan tali kemudian balok tersebut ditarik secara perlahan untuk mengetahui hubungan antara gaya normal dengan gaya gesekan, dalam percobaan ini digunakan permukaan kasar, sedang dan halus, alas yang digunakan yaitu bidang datar dan bidang miring setiap percobaan balok ditambahkan beban yang berbeda-beda dengan jarak tertentu. Dari data tersebut diperoleh hasil hubungan antara gaya normal dan gaya gesek statiknya adalah 1,4; 1,2; 1,2; sedangkan dengan gaya gesek kinetiknya adalah 0,7; 0,6; 0,6; adapun hasil dari hubungan antara keadaan permukaan dengan gaya gesek statiknya adalah 0,7; 1,15; 1,07; sedangkan dengan gaya gesk kintiknya adalah 0,6; 0,9; 0,7 adapun nilai koefisien gesekan statik pada bidang miring yaitu 0,47 sedangkan nilai koefisien kinetiknya adalah 0,48. Dari praktikum ini diperoleh kesimpulan gaya gesekan dipengaruhi oleh jenis permukaan benda, gaya normal (gaya tarik), sudut kemiringan (sudut kritis) dan waktu tempuh. Besarnya gaya gesekan bergantung pada kekasaran permukaan benda. Kata kunci: Gaya Gesekan, Gaya gesekan statik, Gaya gesekan Kinetik, dan

Gaya Normal.

RUMUSAN MASALAH

1. Apa sajakah factor-faktor yang mempengaruhi gaya gesekan ?

2. Bagaimana konsep gaya gesek statik dan kinetik ?

3. Bagaimanakah cara menentukan koefisien gesek statik dan kinetik ?

TUJUAN

1. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi gaya gesekan

2. Memahami konsep gaya gesek statik dan kinetik

3. Menentukan koefisien gesek statik dan kinetik

METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori Singkat

Page 2: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Gesekan adalah persinggungan antara dua atau lebih dari suatu benda.

Gaya-gaya gesek yang bekerja antara dua permukaan yang berada dalam keadaan

relatif satu dengan yang lainnya disebut dengan gesekan statik. Gaya gesekan

statik yang maksimum adalah gaya yang terkecil yang menyebabkan benda

bergerak. Sekali benda bergerak, gaya-gaya gesekan yang bekerja akan berkurang

besarnya, sehingga untuk mempertahankan gesekan lurus beraturan diperlukan

gaya yang relatif lebih kecil. Gaya-gaya gesekan selalu melawan gerak dan

gerakan relatif antara dua benda yang bersinggungan gaya gesekan dapat juga

terjadi. [2]

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 permukaan bidang dan benda.

Gaya gesekan dibagi dua yaitu: gaya gesekan statis (fs) dan gaya gesekan

kinetik (fk). Gaya gesek statis adalah gesekan antara dua benda padat yang tidak

bergerak relative sama satu sama lain. Seperti contoh gesekan statis dapat

mencegah benda meluncur kebawah pada bidang miring. Koefisien gesek statis

umumnya di notasikan μs dan pada umumnya lebih besar dari koefisien gesek

kinetis. Gaya gesek kinetis atau dinamis terjadi ketika dua benda bergerak reatif

satu sama lain dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetis umumnya

dinotasikan dengan μk dan pada umumnya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis

untuk material yang sama. [3]

Dalam pecobaan kali ini akan berlaku hukum Newton 1 dan 2:

Hukum Newton 1

“setiap benda akan tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus

beraturan kecuali jika ia dipaksa untuk mengubah keadaan itu oleh gaya-gaya

yang berpengaruh padanya”.

Page 3: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Sesungguhnya hukum Newton pertama ini memberikan pernyataan

tentang kerangka acuan. Pada umumnya, percepatan suatu benda bergantung 

kerangka acuan mana ia diukur. Hukum ini menyatakan bahwa jika tidak ada

benda lain di dekatnya (artinya tidak ada gaya yang bekerja, karena setiap gaya

harus dikaitkan dengan benda dengan lingkungannya) maka dapat dicari suatu

keluarga kerangka acuan sehingga suatu partikel tidak mengalami percepatan.

Kenyataan bahwa tanpa gaya luar suatu benda akan tetap diam atau tetap

bergerak lurus beraturan sering dinyatakan dengan memberikan suatu sifat pada

benda yang disebut inersia (kelembaman), karena itu hukum Newton pertama

sering disebut hukum inersia dan kerangka acuan dimana hukum ini berlaku

disebut kerangka inersial. Kerangka acuan ini sering dianggap diam terhadap

bintang yang sangat jauh.

Hukum Newton 2

“percepatan yang dialami oleh suatu benda sebanding dengan besarnya

gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan massa benda itu” [4]

Sebuah balok beratnya W, berada pada bidang mendatar yang kasar,

kemudian ditarik oleh gaya F seperti pada Gambar 2.1 di bawah ini.

Arah gaya gesekan f berlawanan arah dengan gaya penyebabnya F, dan

berlaku:

1. Untuk harga F <fs maka balok dalam keadaan diam.

2. Untuk harga F = fs maka balok tepat saat akan bergerak.

3. Apabila Fase diperbesar lagi sehingga F >fs maka benda bergerak dan gaya

gesekan statis fs akan berubah menjadi gaya gesekan kinetisfk.

Gambar 3.1: Gaya-gaya yang bekerja pada benda

W

N

fF

Page 4: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Gaya gesekan antara dua permukaan yang saling diam satu terhadap yang

lain disebut gaya gesekan statis. Gaya gesekan statis yang maksimum sama

dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak. Sekali gerak

telah dimulai, gaya gesekan antar kedua permukaan biasanya berkurang sehingga

diperlukan gaya yang lebih kecil untuk menjaga agar benda bergerak beraturan.

Gaya yang bekerja antara dua permukaan yang saling bergerak relatif disebut gaya

gesekan kinetik. Jika fs menyatakan besar gaya gesekan statik maksimum, maka :

μs=f s

N (4.1)

Dengan μs adalah koefisien gesekan statik dan N adalah besar gaya normal. Jika

fk menyatakan besar gaya gesekan kinetik, maka :

μk=f k

N (4.2)

dengan μk 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,

S = tan c (4.3)

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:

ax = g (sin θ − μk cos θ ) (4.4)

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. [1]

Page 5: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Alat dan Bahan

1. Neraca pegas 0-5 N 1 buah

2. Katrol meja 1 buah

3. Balok kasar 1 buah

4. Balok licin 1 buah

5. Beban @ 50 gram 3 buah

6. Tali/benang secukupnya

7. Balok persegi (dengan stecker penyambung) 1 buah

8. Papan landasan 1 buah

9. Bidang miring 1 buah

10. Stopwatch 1 buah

11. Mistar 1 buah

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1 :1. Variabel kontrol : Jenis permukaan benda2. Variabel manipulasi : Gaya Normal3. Variabel respon : Gaya tarik

Kegiatan 2 :1. Variabel kontrol : Gaya normal2. Variabel manipulasi : Jenis permukaan3. Variabel respon : Gaya tarik

Kegiatan 3 :1. Variabel kontrol : Jenis Permukaan2. Variabel manipulasi : Gaya berat3. Variabel respon : Sudut kritis

Kegiatan 4 :1. Variabel kontrol : Gaya normal, sudut kemiringan bidang2. Variabel manipulasi : Jarak tempuh3. Variabel respon : Waktu tempuh

Page 6: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Definisi Operasional Variabel

Kegiatan 1 :1. Variabel kontrol : Jenis permukaan benda adalah besarnya

kekasaran maupun kehalusan suatu permukaan benda dalam menentukan besarnya gaya gesekan, dalam kegiatan ini digunakan permukaan dua.

2. Variabel manipulasi : Gaya normal adalah besarnya beban berat yang diberikan pada benda yang dinyatakan dalam N.

3. Variabel respon : Gaya tarik adalah besarnya gaya tarikan yang diberikan pada pegas.

Kegiatan 2 :1. Variabel kontrol : Gaya normal adalah besarnya beban

berat yang diberikan pada benda yang dinyatakan dalam N

2. Variabel manipulasi : Jenis permukaan adalah besarnya kekasaran maupun kehalusan suatu permukaan benda dalam menentukan besarnya gaya gesekan

3. Variabel respon : Gaya tarik adalah besarnya gaya tarikan yang diberikan pada pegas

Kegiatan 3 :1. Variabel kontrol : Jenis permukaan adalah besarnya

kekasaran maupun kehalusan suatu permukaan benda dalam menentukan besarnya gaya gesekan

2. Variabel manipulasi : Gaya berat besarnya ukuran berat yang di berikan pada benda yang dinyatakan dalam N

Page 7: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

3. Variabel respon : Sudut kritis adalah besarnya sudut yang di berikan pada bidang miring yang dinyatakan dalam derajat.

Kegiatan 4 :1. Variabel kontrol : Gaya berat besarnya ukuran berat

yang di berikan pada benda yang dinyatakan dalam N.

Sudut kemiringan bidang adalah besarnya sudut yang di berikan pada bidang miring yang dinyatakan dalam derajat

2. Variabel manipulasi : Jarak tempuh adalah besarnya jarak dialami benda saat meluncur pada bidang miring yang dinyatakan dalam cm

3. Variabel respon : Waktu tempuh adalah besaran yang digunakan untuk mengukur berapa lama suatu benda bisa sampai pada titik akhir yang dinyatakan dalam sekon

ProsedurKerja

Kegiatan 1. Hubungan antara gaya normal dan gaya gesekan

Menarik balok dengan neraca pegas seperti pada gambar dibawah ini

Mengamati penunjukan neraca pegas pada saat balok tepat akan bergerak dan

pada saat balok bergerak lurus beraturan. Menambahkan beban di atas balok, dan

mengamati penunjukkan neraca pegas pada saat balok akan tepat bergerak dan

pada saat balok bergerak lurus beraturan.

Tali Katrol

Neraca pegas

Meja

Balok

Page 8: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Melakukan beberapa kali dengan mengubah-ubah penambahan beban di atas

balok

Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.

Kegiatan 2 Hubungan antara keadaan permukaan dengan gaya gesekan.

Mengganti permukaan meja atau balok yang lebih kasar atau halus. Mengamati

penunjukkan pegas. Pada saat balok akan tepat bergerak dan pada saat balok

bergerak lurus beraturan.

Melakukan kegiatan ini beberapa kali dengan mengganti permukaan meja tau

balok yang lebih kasar/halus.

Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan.

Kegiatan 3Menentukan koefisien geseka statik pada bidang miring

a. Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.

b. Meletakkan bidang di atas meja dengan posisi mendatar (¿0¿

c. Meletakkan balok persegi di salah satu ujung bidang tersebut.

d. Mengangkat secara perlahan ujung bidan tempat balok berada sehingga

sudut kemiringan bertambah. Mencatat sudut kemiringan bidang pada saat

benda tepat akan bergerak.

e. Mengulangi kegiatan (d) dengan menambah beban pada balok persegi

hingga memperoleh sedikitnya 5 (lima) data pengukuran sudut.

Kegiatan 4 Menentukan koefisien gesekan kinetic pada bidang miring

a. Mengatur kemiringan bidang dengan sudut yang lebih besar dari sudut

kritis (c) yang telah diperoleh pada bagian 1 di atas untuk balok persegi

tanpa beban tambahan. Mencatat waktu tempuh ini sebagai 1.

b. Meletakkan balok di ujung atas bidang yang telah diketahui panjangnya.

c. Melepaskan balok bersamaan dengan menjalankan stopwatch untuk

mengukur waktu tempuh balok persegi bergerak lurus berubah beraturan

hingga ke ujung bawah bidang. Mencatat waktu tempuh ini sebagai t1.

d. Mengulangi kegiatan (c) dengan jarak tempuh yang berbeda-beda paling

sedikit 6 data.

Page 9: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

e. Mencatat hasil pengamatn pada tabel hasil pengamatan.

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA Hasil pengamatan

Kegiatan 1

Jenis permukaan benda adalah 2 (antara halus dan kasar)

Tabel 1. Hubungan antara gaya tarik dengan gaya normal

No Gaya Normal ( N ) Keadaan benda Gaya Tarik (N)

1 |1,2± 0,1|

Tepat akan bergerak

1. |1,6 ± 0,1|

2. |1,8± 0,1|

3. |1,8 ± 0,1|

Bergerak lurus beraturan

1. |0,8± 0,1|

2. |0,8 ± 0,1|

3. |0,8± 0,1|

2 |1,10 ± 0,05|

Tepat akan bergerak

1. |2,2 ± 0,1|

2. |2,2± 0,1|

3. |2,2 ± 0,1|

Bergerak lurus beraturan

1. |1,0± 0,1|

2. |1,2± 0,1|

3. |1,0± 0,1|

3 |1,60 ± 0,05|

Tepat akan bergerak

1. |2,8 ± 0,1|

2. |2,6± 0,1|

3. |2,8 ± 0,1|

Bergerak lurus beraturan

1. |1,2 ± 0,1|

2. |1,4 ± 0,1|

3. |1,4± 0,1|

Kegiatan 2

Gaya normal : |1,8 ± 0,1|

Page 10: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Tabel 2. Hubungan antara jenis permukaan dengan gaya tarik

Jenis Permukaan Keadaan Benda Gaya Tarik (N)

I

Tepat akan bergerak

1. |1,4 ± 0,1|

2. |1,2 ± 0,1|

3. |1,4 ± 0,1|

Bergerak lurus beraturan

1. |1,0 ± 0,1|

2. |1,0 ± 0,1|

3. |1,0 ± 0,1|

II Tepat akan bergerak

1. |2,0 ± 0,1|

2. |2,0 ± 0,1|

3. |2,2 ± 0,1|

Bergerak lurus beraturan

1. |1,4 ± 0,1|

2. |1,6 ± 0,1|

3. |1,6 ± 0,1|

III

Tepat akan bergerak

1. |1,8 ± 0,1|

2. |2,0 ± 0,1|

3. |2,0 ± 0,1|

Bergerak lurus beraturan 1. |1,2 ± 0,1|

2. |1,4 ± 0,1|

Page 11: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

3. |1,4 ± 0,1|

Kegiatan 3

Tabel 3. Gaya gesekan statik pada bidang miring

No Gaya berat ( N ) Sudut kritis (°)

1 |1,6 ± 0,1|

1. |29,0 ± 0,5|

2. |29,0 ± 0,5|

3. |28,5 ± 0,5|

2 |2,0 ± 0,1|

1. |25,0 ± 0,5|

2. |24,5 ± 0,5|

3. |25,0 ± 0,5|

3 |2,6 ± 0,1|

1. |23,5 ± 0,5|

2. |24,0 ± 0,5|

3. |24,0 ± 0,5|

4 |3,0 ± 0,1|

1. |24,0 ± 0,5|

2. |24,0 ± 0,5|

3. |24,0 ± 0,5|

Kegiatan 4

Gaya Normal = |1,8 ± 0,1| N

Sudut kemiringan bidang = |32,00 ± 0,05|

Page 12: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Tabel 4. Gaya gesekan kinetik pada bidang miring

No Jarak tempuh (cm) Waktu tempuh (s)

1 |30,00 ± 0,05|

1. |0,5 ± 0,1|

2. |0,5 ± 0,1|

3. |0,5 ± 0,1|

2 |60,00 ± 0,05|

1. |0,8 ± 0,1|

2. |0,9 ± 0,1|

3. |0,8 ± 0,1|

3 |90,00 ± 0,05|

1. |1,2 ± 0,1|

2. |1,1 ± 0,1|

3. |1,1 ± 0,1|

Page 13: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

ANALISIS DATA

Kegiatan 1 : Hubungan antara gaya normal dan gaya gesekan

Jenis permukaan adalah 2 (antara kasar dan halus)

1. Tepat akan bergerak ∑ F x=¿0¿

F−f g s= 0

F=f gs

Saat benda benda diam dan ada pengaruh gaya luar F = μSN maka benda

dalam keadaan tepat akan bergerak (gaya gesek statis), maka F = fs dan memiliki

gaya normal yaitu gaya tarik terkecil yang di hasilkan terhadap benda untuk dapat

bergerak.

2. Bergerak Lurus Beraturan

∑ F x=¿0¿

F−f gk= 0

F=f gk

Saat benda bergerak lurus beraturan yaitu perubahan gaya dari gaya

gesek statis (fs) menjadi gaya gesek kinetik (fk) dimana F > fs.

Tabel 1.1 Hubungan antara gaya Tarik dengan gaya normal saat benda tepat akan

bergerak

No Gaya Normal (N) Keadaan Benda Gaya Tarik (N)

1 |0,60 ± 0,05| Tepat akan bergerak

1. |1,60 ± 0,05|

2. |1,80 ± 0,05|

3. |1,80 ± 0,05|

Rata – rata:

|1,7± 0,1|

2 |1,10 ± 0,05| Tepat akan bergerak 1. |2,2 0± 0,05|

fs

W

F

N

Page 14: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

2. |2,20 ± 0,05|

3. |2,20 ± 0,05|

Rata – rata:

|2,20 ± 0,05|

3 |0,60 ± 0,05| Tepat akan bergerak

1. |2,8 0 ± 0,05|

2. |2,6 0 ± 0,05|

3. |2,8 0 ± 0,05|

Rata – rata:

|2,7 ± 0 , 1|

Grafik 1. Hubungan antara gaya normal dengan gaya gesekan

1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.40.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

f(x) = 0.982456140350877 x + 0.519298245614033R² = 0.976642790407974

Hubungan antara gaya normal dan gaya gesekan statik

Hubungan antara gaya normal dan gaya gesekan statikLinear (Hubungan antara gaya normal dan gaya gesekan statik)

N (Newton)

fs (N)

y=mx+c

μs=yx=m

¿0,9825

∆ μs = |∆ ∆ N∆ N | + |∆ ∆ F s

∆ F s| μs

= |0,251 | + |0,25

1 | 0,9825

= |0,5| 0,5263

N

fs

Page 15: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

= 0,49

KR = ∆ μs

μs x 100%

= 0,490,98 x 100%

= 50 %

DK = 100% - KR

= 100% - 50%

= 50 %

PF = |μs ± ∆ μs|μs = |0,98 ± 0,49|

= |9,8 ± 4,9| 10-1

Tabel 1.2 Table Hubungan antara gaya tarik dengan gaya normal saat benda

bergerak lurus beraturan

No. Gaya normal (N) Keadaan Benda Gaya tarik

1 |0,60± 0,05| Bergerak lurus beraturan

1. |0,80 ± 0,05|

2. |0,80 ± 0,05|

3. |0,80 ± 0,05|

Rata – rata:

|0,80 ± 0,05|

2 |1,10 ± 0,05| Bergerak lurus beraturan

1. |1,00 ± 0,05|

2. |1,20 ± 0,05|

3. |1,00 ± 0,05|

Rata – rata:

|1,1 ± 0,1|

3 |1,60 ± 0,05| Bergerak lurus beraturan

1. |1,20 ± 0,05|

2. |1,4 0 ± 0,05|

3. |1,4 0 ± 0,05|

Rata – rata:

|1,3 ± 0,1|

Page 16: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Grafik 2. Hubungan antara gaya normal dengan gaya gesekan

1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 2.2 2.40

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4f(x) = 0.526315789473681 x + 0.154385964912286R² = 0.98684210526316

Hubungan antara gaya normal dan gaya gesek kinetik

Hubungan antara gaya normal dan gaya gesek kinetikLinear (Hubungan antara gaya normal dan gaya gesek kinetik)

N (Newton)

Fs (N)

y=mx+c

μs=yx=m

¿0,5263

∆ μs = |∆ ∆ N∆ N | + |∆ ∆ F s

∆ F s| μs

= |0,251 | + |0,1

0,5| 0,5263

= |0,45| 0,5263

= 0,24

KR = ∆ μs

μs x 100%

= 0,240,53 x 100%

= 45 %

DK = 100% - KR

= 100% - 45%

= 55 %

PF = |μs ± ∆ μs|

N

fs

Page 17: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

μs = |0,5 ± 0,2| = |5 ± 2| 10-1

Kegiatan 2 : Hubungan antara keadaan permukaan dengan gaya gesekan

Tabel 2.1 Hubungan antara keadaan permukaan dengan gaya gesekan

Jenis Permukaan Keadaan Benda Gaya Tarik (N)

I

Tepat akan bergerak

1.|1,4 ± 0,1|

2.|1,2± 0,1|

3.|1,4 ± 0,1|

Rata-rata:

|1,3 ± 0,1|

Bergerak lurus beraturan

1.|1,0 ±0,1|

2.|1,0 ±0,1|

3.|1,0 ±0,1|

Rata-rata:

|1 , 0 ±0 , 05|

II Tepat akan bergerak

1.|2,0 ±0,1|

2.|2,0± 0,1|

3.|2,2 ±0,1|

Rata-rata:

|2,1 ± 0 ,01|

Bergerak lurus beraturan 1.|1,4 ± 0,1|

Page 18: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

2.|1,6± 0,1|

3.|1,6± 0,1|

Rata-rata:

|1 ,5± 0 , 01|

III

Tepat akan bergerak

1.|1,8±0,1|

2.|2,0 ± 0,1|

3.|2,0± 0,1|

Rata-rata:

|1,9± 0 ,1|

Bergerak lurus beraturan

1.|1,2± 0,1|

2.|1,4 ± 0,1|

3.|1,4± 0,1|

Rata-rata:

|1 , 3 ±0 , 1|

a. Permukaan I1) Tepat akan bergerak

Fs = F s .1+F s .2+F s .3

3 = 1,4+1,2+1,4

3 = 1,3 N

μs = F s

N =

1,31,8 = 0,7

δ 1 = |Fs1−F s|= |1,4 – 1,3|

= 0,1

δ 2 =|Fs2−F s|

= |1,2 – 1,3|

= 0,1

Page 19: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

δ 3 = |Fs3−F s|= |1,4 – 1,3|

= 0,1

∆ F s = δ max = 0,1

∆ μs = |∆ NN | + |∆ F s

F s| μs

= |0,11,8| + |0,1

1,3| 0,7

= |0,16| 0,7

= 0,12

KR = ∆ μs

μs x 100%

= 0,120,7 x 100%

= 15,56% (2AP)

DK = 100% - KR

= 100% - 15,56%

= 84,44%

PF = |μs ± ∆ μs|μs = |7,0 ± 1,2| 10-1

2) Bergerak lurus beraturan

Fk = F k .1+Fk .2+F k .3

3 = 1,0+1,0+1,0

3 = 1,0 N

μk = F k

N =

1,01,8 = 0,6

δ 1 = |Fk1−Fk|= |1,0 – 1,0|

= 0

δ 2 =|Fk2−Fk| = |1,0– 1,0|

= 0

Page 20: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

δ 3 = |Fk3−F k|= |1,0 – 1,0|

= 0

∆ Fk = δ max = 12

NST = 0,1

∆ μk = |∆ NN | + |∆ F k

F k| μk

= |0,11,8| + |0,1

1,0| 0,6

= |0,16| 0,6

= 0,09

KR = ∆ μk

μk x 100%

= 0,090,6 x 100%

= 15,56% (2 AP)

DK = 100% - KR

= 100% - 15,56%

= 84,44%

PF = |μk ± ∆ μk|μk = |6,0 ± 0,9| 10-1

b. Permukaan II1)Tepat akan bergerak

Fs = F s .1+F s .2+F s .3

3 = 2,0+2,0+2,2

3 = 2,1 N

μs = F s

N =

2,11,8 = 1,2

δ 1 = |Fs1−F s|= |2,0 – 2,1|

= 0,1

δ 2 =|Fs2−F s|

= |2,0 – 2,1|

Page 21: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

= 0,1

δ 3 = |Fs3−F s|= |2,0 – 2,1|

= 0,1

∆ F s = δ max = 0,1

∆ μs = |∆ NN | + |∆ F s

F s| μs

= |0,11,8| + |0,1

2,1| 1,2

= |0,12| 1,2

= 0,1

KR = ∆ μs

μs x 100%

= 0,141,1 x 100%

= 12,01% (2 AP)

DK = 100% - KR

= 100% - 12,01%

= 87,99%

PF = |μs ± ∆ μs|μs = |1,2 ± 0,1|

2)Bergerak lurus beraturan

Fk = F k .1+Fk .2+F k .3

3 = 1,4+1,6+1,6

3 = 1,5 N

μk = F k

N =

1,51,8 = 0,9

δ 1 = |Fk1−Fk|= |1,4 – 1,5|

= 0,1

δ 2 =|Fk2−Fk| = |1,6 – 1,5|

Page 22: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

= 0,1

δ 3 = |Fk3−F k|= |1,6 – 1,5|

= 0,1

∆ Fk = δ max = 0,1

∆ μk = |∆ NN | + |∆ F k

F k| μk

= |0,21,8| + |0,1

1,5| 0,9

= |0,14| 0,9

= 0,12

KR = ∆ μk

μk x 100%

= 0,9

0,12 x 100%

= 14,25% (2AP)

DK = 100% - KR

= 100% - 14,25 %

= 85,75%

PF = |μk ± ∆ μk|μk = |9,0 ± 1,2| 10-1

c. Permukaan III1) Tepat akan bergerak

Fs = F s .1+F s .2+F s .3

3 = 1,8+2,0+2,0

3 = 1,9 N

μs = F s

N =

1,91,8 = 1,1

δ 1 = |Fs1−F s|= |1,8 – 1,9|

= 0,1

δ 2 =|Fs2−F s|

Page 23: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

= |2,0 – 1,9|

= 0,1

δ 3 = |Fs3−F s|= |2,0 – 1,9|

= 0,1

∆ F s = δ max = 0,1

∆ μs = |∆ NN | + |∆ F s

F s| μs

= |0,21,8| + |0,1

1,9| 1,1

= |0,12| 1,1

= 0,13

KR = ∆ μs

μs x 100%

= 0,131,1 x 100%

= 12,45% (2 AP)

DK = 100% - KR

= 100% - 12,45%

= 87,55%

PF = |μs ± ∆ μs|μs = |1,10 ± 0,13|

2)Bergerak lurus beraturan

Fk = F k .1+Fk .2+F k .3

3 = 1,2+1,4+1,4

3 = 1,3 N

μk = F k

N =

1,31,8 = 0,7

δ 1 = |Fk1−Fk|= |1,2 – 1,3|

= 0,1

δ 2 =|Fk2−Fk|

Page 24: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

= |1,4 – 1,3|

= 0,1

δ 3 = |Fk3−F k|= |1,4 – 1,3|

= 0,1

∆ Fk = δ max = 0,1

∆ μk = |∆ NN | + |∆ F k

F k| μk

= |0,11,8| + |0,1

1,3| 0,7

= |0,16| 0,7

= 0,12

KR = ∆ μk

μk x 100%

= 0,120,7 x 100%

= 15,56 % (2AP)

DK = 100% - KR

= 100% - 15,56%

= 84,44%

PF = |μk ± ∆ μk|μk = |7,0 ± 1,2| 10-1

Kegiatan 3 : Menentukan koefisian gesekan statik pada bidang miring

1. μs1=tanθ

¿ tan28,8 °

¿0,547

∆ θ=δmax × π180

rad

¿0,33 × 3,14180

rad

¿0,006 rad

Page 25: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

∆ μs1=| ∆ θcos2 θ|μs1

¿| 0 ,0 06cos2 (28,8 )|0,547

¿|0 , 0060 , 719|0,547

¿0,00 5

KR=∆ μs1

μs1×100 %

¿ 0,0050,543

×100 %

¿0 , 835 % (4 AP)

DK=100 %−KR

¿100 %−0,835 %

¿99,165 %

μs1=|μs ± ∆ μs|= |0,547 ± 0,005|

¿|5,43 ± 0,07| 10-1

μs2=tan θ

¿ tan24,8

¿0,459

∆ θ=δmax × π180

rad

¿0,33 × 3,14180

rad

¿0,006 rad

∆ μs2=| ∆ θcos2 θ|μs1

¿| 0,006cos2(24,8)|0,459

¿|0,0 060 , 913|0,459

Page 26: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

¿0,003

KR=∆ μs2

μs2×100 %

¿ 0,0030,459

×100 %

¿0,657 % (3 AP)

DK=100 %−KR

¿100 %−1,431 %

¿9 9,343 %

μs2=|μs ± ∆ μs|¿|0,459 ± 0,00 3|

¿|4,59± 0,0 3| 10-1

2. μs3=tanθ

¿ tan23,8 °

¿0,438

∆ θ=δmax × π180

rad

¿0,33 × 3,14180

rad

¿0,006 rad

∆ μs3=| ∆ θcos2θ|μs1

¿| 0,006cos2(23,8)|0,438

¿| 0,0060 , 072|0,438

¿0,04

KR=∆ μs3

μs3×100 %

¿ 0,040,438

×100 %

¿8,349 % (2 AP)

DK=100 %−KR

Page 27: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

¿100 %−8,349 %

¿91,651 %

μs3=|μs ± ∆ μs|¿∨0,44 ± 0,04∨¿

¿∨4,4± 0,4∨¿10-1

3. μs 4=tanθ

¿ tan240

¿0,445

∆ θ=δmax × π180

rad

¿0,05 × 3,14180

rad

¿0,001rad

∆ μs4=| ∆θcos2θ|μs1

¿| 0,006cos2(24)|0,445

¿|0,00 60 , 18 |0,445

¿0,0 1

KR=∆ μs4

μs4× 100 %

¿ 0,010,445

×100 %

¿3,335 % (3 AP)

DK=100 %−KR

¿100 %−3,335 %

¿9 6,665 %

μs 4=|μs± ∆ μs|¿|0,45 ± 0,01|

¿|4,5± 0 , 1| 10-1

Tabel 3.1. Hubungan antara massa beban dan koefisien gesekan statiknya

Page 28: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

No Gaya Berat (N) Koefisien Gesekan Statik

1 |1,6 ± 0,1| |0,547 ± 0,007|

2 |2,0 ± 0,1| |0,459 ± 0,009|

3 |2,6 ± 0,1| ¿0,44 ± 0,01∨¿

4 |3,0 ± 0,1| |0,445 ± 0,001|

Kegiatan 4 : Menentukan koefisien gesekan kinetik pada bidang miring

Grafik 3. Hubungan antara jarak tempuh (s) dengan waktu tempuh kuadrat (t2)

50.000 100.000 150.000 200.0000.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

f(x) = 0.00862037037037033 x − 0.291481481481478R² = 0.993443603760005

Hubungan antara jarak tempuh dengan waktu tempuh kuadrat

Hubungan antara jarak tempuh dengan waktu tem-puh kuadratLinear (Hubungan antara jarak tempuh dengan waktu tempuh kuadrat)

t^2 (s)

S (cm)

y=mx+c

a=2 st2 = x

y= 1

m

¿ 10,0086

¿116,279cm / s2

¿1,163 m /s2

∆ a= |∆ ∆ S∆ S | + |∆ ∆t 2

∆ t 2 | μs

= |0,21 | + | 50

120| 1,163

= |0,62| 1,163

t2

s

Page 29: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

= 0,72

KR = ∆ μs

μs x 100%

= 0,72

1,163 x 100%

= 45 %

DK = 100% - KR

= 100% - 61,91%

= 38,09 %

PF = |μs ± ∆ μs|a=|a± ∆ a|

¿|1 , 2± 0 ,7|m /s2

μk=gsinθ−a

gcosθ

¿ 10sin 32 °−1,16310 cos32 °

¿10(0,53)−1,163

10(0,848)

¿0,487

Δ μk = | Δag cosθ| + |1+ a

gsin θ

cos2 θ | Δθ

Δ μk = | 0,710 .cos 32°| + |1+1,2

10sin32

cos232 | 0,487

Δ μk = |0,083| + |0,779| 0,487

Δ μk = 0,419

KR = Δ μk

μk x 100%

= 0,4190,487 x 100%

= 86,129%

Page 30: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

DK = 100% - KR

= 100% - 86,129%

= 13,871%

PF = |μk ± ∆ μk|

μk = |0,487 ± 0,419|

=|4,87 ± 4,19| 10-1

PEMBAHASAN

Pada percobaan ini terdiri dari 4 kegiatan yaitu pertama mencari

hubungan antara gaya tarik dan gaya normal, kedua mencari hubungan antara

keadaan permukaan dengan gaya tarik, ketiga menentukan koefisien gesekan

statik pada bidang miring, dan terakhir menentukan koefisien gesekan kinetik

pada bidang miring.

Pada kegiatan pertama dilakukan percobaan sebanyak 3 kali dengan gaya

normal yang berbeda yaitu 1,2 N, 1,8 N dan 2,2 N pada balok yang jenis

permukaan yang digunakan adalah dua (antara halus dan kasar). Lalu data yang

diambil yaitu pada saat keadaan benda tepat akan bergerak dan saat bergerak lurus

beraturan pada bidang datar (meja) yang masing-masing sebanyak 3 kali. Dari

analisis hasilnya terus meningkat sesuai dengan penambahan bebannya, hal itu

menandakan semakin besar gaya normal berarti gaya geseknya semakin besar.

Pada kegiatan kedua dengan gaya normal 1,8 N dan jenis permukan yang

berbeda yaitu I (halus), II (kasar) serta III (antara halus dan kasar) dilakukan

percobaan sebanyak 3 kali. Lalu data yang diambil yaitu pada saat keadaan benda

tepat akan bergerak dan saat bergerak lurus beraturan pada bidang datar (meja)

yang masing-masing sebanyak 3 kali. Dan hasil dari analisis sesuai dengan teori

yaitu semakin kasar permukaan benda maka semakin besar gaya geseknya dan

juga f s> f k.

Page 31: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

Pada kegiatan ketiga dilakukan percobaan sebanyak 4 kali dengan gaya

normal berbeda 1,6 N, 2,0 N, 2,6 N dan 3,0 N. Lalu balok tersebut diletakkan

diatas papan yang dapat dimiringkan untuk mencari sudut kritisnya dengan cara

mengangkat salah satu ujung papan hingga balok meluncur, lalu sudut kritisnya

yaitu sudut dimana balok tepat akan bergerak. Setiap gaya normal dilakukan 3 kali

percobaan. Dan hasil dari analisis hampir mendekati teori karena terdapat data

yang tidak sesuai dengan teori yaitu semakin besar gaya normal maka semakin

kecil koefisien gaya statiknya. Hal ini disebabkan papan yang digunakan tingkat

kekasarannya tidak terlalu bagus, terkadang baloknya tidak meluncur.

Pada kegiatan keempat dilakukan percobaan dengan gaya normal 0,6 N

dan sudut kemiringan lebih besar dari sudut kritis pada kegiatan ketiga yaitu

32°.Dilakukan sebanyak 3 kali dengan jarak yang berbeda yaitu 30 cm, 60 cm,

dan 90 cm masing-masing 3 kali pengambilan data dengan mencatat waktu

tempuh balok untuk sampai ke ujung bawah papan. Dan hasil dari analisis hampir

mendekati teori teori yaitu μs>μk jika dikaitkan dengan kegiatan ke-3.

Hasil keseluruhan dari eksperimen ini hampir mendekati ketepatan, namun

masih ada hasil yang kurang relavan yang disebabkan ketidaktelitian saat  melihat

penunjukkan di neraca pegas, adanya perbedaan presepsi untuk menentukan

penunjukkan pada neraca, sehingga kurang tepat dalam membaca data, serta

pembulatan nilai data juga membuat data mengalami perubahan dari nilai

sebenarnya, sehingga kesalahan dalam melakukan eksperimen ini masih

ditemukan dan terbilang masih tinggi.

SIMPULAN

Dari hasil analisis data yang kami peroleh, dapat kami simpulkan beberapa

hal yakni :.

1. Faktor yang mempengaruhi gaya gesek diantaranya adalah, gaya normal,

gaya tarik dan permukaan benda.

2. Koefisien gesek statik dimiliki oleh benda yang diam, dan gaya gesek

kinetik dimiliki oleh benda yang bergerak.

Page 32: Laporan fisika dasar (gaya gesekan)

3. Untuk menetukan besar koefisien gesek statik digunakan persamaan,

μs=f s

N dan untuk koefisien gesekan kinetik digunakan persamaan μk=f k

N .

Maka diperoleh hasil sebagai berikut:

a. Kegiatan pertama koefisien gesek statiknya yakni untuk 1,2 N = 1,4;

untuk 1,8 N = 1,2 dan untuk 2,2 N = 1,2, sedangkan koefisien gesek

kinetiknya yakni untuk 1,2 N = 0,7; untuk 1,8 N = 0,6 dan untuk 2,2 N

= 0,6.

b. Kegiatan kedua koefisien gesek statiknya yakni untuk permukaan

pertama adalah 0,7; untuk permukaan kedua adalah 1,15; untuk

permukaan ketiga adalah 1,07; sedangkan koefisien gesek kinetiknya

yakni untuk permukaan pertama adalah 0,6; untuk permukaan kedua

adalah 0,9 dan untuk permukaan ketiga adalah 0,7.

c. Untuk kegiatan ketiga koefisien gesek statiknya yakni untuk 1,6 N =

0,55; untuk 2 N = 0,46; untuk 2,6 N = 0,44 dan untuk 3 N = 0,45

d. Untuk kegiatan keempat koefisien gesek kinetiknya yakni 0,49.

DAFTAR RUJUKAN

[1] Herman. 2014. Penuntun Praktikum Fisika Dasar, Makassar: Unit

Laboratorium Fisika Dasar FMIPA UNM.

[2] Rusmardi. 2008. Analisis Percobaan Gesekan (Friction) Untuk

Pengembangan Teknologi Pengereman Pada Kendaraan Bermotor. Jurnal

ilmiah poli rekayasa. Vol 3, No 2.

[3] Halliday & Resnick. 1991. Fisika Jilid 1 (terjemahan), Jakarta: Erlangga

[4] Silaba & Sucipto. 1985. Fisika Dasar Jilid 1. Jakarta: Erlangga