Gaya Gesekan

GAYA GESEKAN

Maulyda Awwaliyah.P, Herawati, Nining Sidriani dan Lia

Aprilia .

Kelas B Biologi FMIPA UNM Tahun 2014

Abstrak

Telah dilakukan percobaan “ Gaya Gesek “ dengan tujuan agarmengetahui factor-faktor apa saja yang mempengaruhi gayagesekan,memahami konsep gaya static dan kinetic,serta menentukankoefisien static dan kinetic.Adapun alat yang digunakan dalampercobaan ini yaitu neraca pegas 0-5 Newton,katrol meja,balokkasar,balok licin,papan landasan,bidangmiring,meteran,stopwatch,beban dengan massa 50 gram,tali/benang,danbalok persegi.Pada percobaan ini ada 5 kegiatan yang dilakukan yaitu1).gaya tarik terhadap keadaan benda, 2). Hubungan antara gayanormal dengan gaya gesekan,3). Hubungan antara keadaan permukaandengan gaya gesekan, 4).menentukan koefisien gesekan static padabidang miring 5). Menentukan koefisien gesekan kinetic pada bidangmiring.Dari kelima kegiatan ini perlakuan yang diberikan berbeda-beda, Dari percobaan yang dilakukan, dapat ditarik kesimpulan bahwasifat dan akibat gesekan dari beberapa jenis permukaan bendatidaklah sama. Hal ini dipengaruhi oleh besarnya koefisien gesekanyang dimiliki oleh beberapa benda tersebut. Dimana, koefisiengesekan disebabkan oleh factor gaya geseknya (gaya akibatbersentuhannya permukaan benda dengan permukaan bidang miring yangtidak licin) dan sudut elefasi yang dimilikinya serta perbedaan rupa(licin dan kasarnya) suatu permukaan benda/jenis bahan-bahan yangbergesekan.

Kata Kunci :gaya gesekan,gaya tarik,koefisien gesekstatis,koefisien gesek kinetic

RUMUSAN MASALAH

1.Bagaimana cara mengetahui faktor-faktor yang

mempengaruhi gaya gesekan?

2. Bagaimana cara memahami konsep gaya gesek statik dan

kinetik?

3. Bagaimana 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 kinetic

METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori Singkat

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

Ff

N

WGambar 3.1: Gaya-gaya yang bekerja pada

benda

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). 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.

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=fsN

Dengan μs adalah koefisien gesekan statik dan N adalah

besar gaya normal. Jika fk menyatakan besar gaya

gesekan kinetik, maka :

μk=fkN

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

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)

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.

Alat dan Bahan

A. Alat

1. Neraca Pegas 0-5 N

2. Katrol Meja

3. Balok Kasar

4. Balok Licin

5. Beban @50 gram

6. Balok Persegi (dengan stecker penyambung)

7. Papan landasan

8. Bidang Miring

9. Stopwatch

10. Meteran

B. Bahan

1. Tali/benang

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1

1. Variabel manipulasi : Keadaan Benda

2. Variabel kontrol : Massa Balok (N)

3. Variabel respon : Gaya Tarik (N)

Kegiatan 2

1. Variabel manipulasi : Gaya Normal (N) dan

Keadaan Benda

2. Variabel kontrol : Jenis Permukaan Benda


Kegiatan 3

1. Variabel manipulasi : Keadaan Benda

2. Variabel kontrol : Jenis Permukaan dan Gaya

Normal (N)


Kegiatan 4

1. Variabel manipulasi : Gaya Berat (N)

2. Variabel kontrol : Jenis Permukaan

3. Variabel respon : Sudut Kritis (°)

Kegiatan 5

1. Variabel manipulasi : Jarak Tempuh (cm)

2. Variabel kontrol : Massa Beban (N) dan Sudut

Kemiringan Bidang (°)

3. Variabel respon : waktuh (t) = s

Defenisi Operasional Variabel

Kegiatan 1

1. Variabel manipulasi adalah variabel yang selalu

diubah-ubah. Pada kegiatan pertama, variabel

manipulasinya adalah Keadaan Benda.

Keadaan Benda adalah perubahan posisi yang terjadi

pada benda (balok) misalnya diam, tepat akan

bergerak dan gerak lurus beraturan.

2. Variabel kontrol adalah variabel yang dikontrol pada

saat percobaan. Pada kegiatan pertama, variabel

kontrolnya adalah Massa Balok.

Massa balok adalah berat suatu benda (balok) yang

diukur menggunakan neraca pegas dimana balok

tersebut tidak dipengaruhi gaya gravitasi.

3. Variabel respon adalah variabel yang mengikuti pada

variabel manipulasi, artinya ketika variabel

manipulasi diubah, maka variabel respon juga ikut

berubah. Pada kegiatan pertama, variabel responnya

adalah Gaya Tarik.

Gaya tarik adalah gaya gesek yang diberikan terhadap

benda (balok) sehingga terjadi perubahan posisi pada

balok tersebut.

Kegiatan 2


diubah-ubah. Pada kegiatan kedua, variabel

manipulasinya adalah Gaya Normal dan Keadaan Benda.

Gaya normal adalah gaya ke atas yang diberikan meja

pada balok yang arahnya selalu tegak lurus dengan

balok dan meja.

Keadaan benda adalah perubahan posisi yang terjadi




saat percobaan. Pada kegiatan kedua, variabel

kontrolnya adalah Jenis Permukaan.

Jenis permukaan adalah keadaan dasar pada suatu

benda.




berubah. Pada kegiatan kedua, variabel responnya

adalah Gaya Tarik.



balok tersebut.

Kegiatan 3


diubah-ubah. Pada kegiatan ketiga, variabel

manipulasinya adalah Keadaan Benda.

Keadaan benda adalah perubahan posisi yang terjadi




saat percobaan. Pada kegiatan ketiga, variabel

kontrolnya adalah Gaya Normal dan Jenis Permukaan.

Gaya normal adalah gaya ke atas yang diberikan meja

pada balok yang arahnya selalu tegak lurus dengan

balok dan meja.

Jenis Permukaan adalah keadaan dasar pada suatu

benda.




berubah. Pada kegiatan ketiga, variabel responnya

adalah Gaya Tarik.



balok tersebut.

Kegiatan 4


diubah-ubah. Pada kegiatan keempat, variabel

manipulasinya adalah Gaya Berat.

Gaya berat adalah berat benda (balok) yang

dipengaruhi gaya gravitasi.


saat percobaan. Pada kegiatan keempat, variabel

kontrolnya adalah Jenis Permukaan.

Jenis Permukaan adalah keadaan dasar pada suatu

benda.




berubah. Pada kegiatan keempat, variabel responnya

adalah Sudut Kritis.

Sudut kritis adalah sudut yang terbentuk pada bidang

miring pada saat balok tepat akan bergerak.

Kegiatan 5


diubah-ubah. Pada kegiatan kelima, variabel

manipulasinya adalah Jarak tempuh.

Jarak tempuh adalah panjang lintasan yang yang

dilalui balok pada waktu yang tertentu.


saat percobaan. Pada kegiatan kelima, variabel

kontrolnya adalah Massa beban dan Sudut kemiringan

bidang.

Massa beban adalah berat suatu benda (balok) yang

diukur menggunakan neraca pegas dimana balok

tersebut tidak dipengaruhi gaya gravitasi.

Sudut kemiringan bidang adalah sudut yang ditentukan

pada bidang miring untuk mengukur waktu yang

digunakan pada gerak lurus beraturan balok dengan

jarak tempuh yang berbeda

Balok

Meja

Neraca pegas

Katrol

Tali




berubah. Pada kegiatan kelima, variabel responnya

adalah Waktu tempuh.

Waktu tempuh adalah waktu yang dibutuhkan oleh balok

untuk sampai pada titik akhir dengan jarak tempuh

yang berbeda.

Prosedur Kerja

Kegiatan 1 (Gaya tarik terhadap keadaan benda)

Menyediakan dan merangkai alat yang tersedia seperti

gambar di bawah. Menaarik pegas pelan-pelan dengan gaya

kecil. Memperhatikan penunjukan neraca pegas dengan apa

yang terjadi pada balok.Memperbesar gaya tarik sambil

memperhatikan keadaan balok. Melakukan hal ini hingga

balok tepat akan bergerak.

Balok

Meja

Neraca pegas

Katrol

Tali

Pada keadaan ini,memperhatikan penunjukan neraca pegas.

Menarik terus sampai balok bergerak lurus beraturan,

memperhatikan penunjukan neraca pegas. Mencatat hasil

pengamatan pada tabel pengamatan. Mencatat besar gaya

tarik, dan keadaan benda (diam, tepat akan bergerak, dan

bergelak lurus beraturan) pada tabel hasil pengamatan.

Kegiatan 2 (Hubungan antara gaya normal dengan gaya gesekan)

Menambahkan beban di atas balok, melakukan seperti

Kegiatan 1. Mengamati penunjukan neraca pegas pada saat

balok tepat akan bergerak dan pada saat balok bergerak

lurus beraturan. Melakukan beberapa kali dengan mengubah-

ubah penambahan beban di atas balok. Mencatat hasil

pengamatan pada tabel pengamatan.

Kegiatan 3 (Hubungan antara keadaan permukaan dengan gaya gesekan)

Melakukan seperti Kegiatan 1. Mengganti balok yang

lebih kasar. Mengamati penunjukan pegas. Pada saat balok

tepat akan bergerak dan pada saat balok bergerak lurus

beraturan. Melakukan kegiatan ini beberapa kali dengan

mengganti permukaan meja atau balok yang lebih

kasar/halus. Mencatat hasil pengamatan pada tabel

pengamatan.

Kegiatan 4 (Menentukan koefisien gesekan statik pada bidang miring)

Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.Meletakkan

bidang di atas meja dengan posisi mendatar ( =

0).Meletakkan balok persegi di salah satu ujung bidang

tersebut.Mengangkat secara perlahan ujung bidang tempat

balok persegi berada sehingga sudut kemiringan bidang

bertambah. Menatat sudut kemiringan bidang pada saat

benda tepat akan bergerak.Mengulangi kegiatan (d) dengan

menambah beban pada balok persegi hingga di peroleh 4

data pengukuran sudut.

Kegiatan 5 (Menentukan koefisien gesekan kinetik pada bidang miring)

Mengatur kemiringan bidang dengan sudut yang lebih

besar dari sudut kritis (c) yang telah di peroleh pada

bagian 1 di atas untuk balok persegi tanpa beban

tambahan. Mencatat sudut kemiringan ini sebagai

1.Meletakkan balok di ujung atas bidang yang telah

diketahui panjangnya.Melepaskan balok bersamaan dengan

menjalankan stopwacth untuk mengukur waktu tempuh balok

persegi bergerak lurus berubah beraturan hingga ke ujung

bawah bidang. Mencatat waktu tempuh ini sebagai

t1.Mengulangi kegiatan (c) dengan sudut kemiringan yang

lebih besar hingga diperoleh 3 pasangan data.

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA

Hasil Eksperimen

Kegiatan 1

Massa balok = │0,60±0,05│ N

Tabel 1. Hasil pengamatan pengaruh gaya tarik terhadap benda

No Gaya Tarik (N) Keadaan benda

1 ¿│0,35±0,05│ Diam

2 │0,35±0,05│ Tepat akan

bergerak

3 │0,20±0,05│ Gerak lurus

beraturan

Kegiatan 2

Jenis Permukaan adalah 2 (Dua)

Tabel 2. Hubungan antara gaya tarik dengan gaya normal

No Gaya

Normal

(N)

Keadaan

benda

Gaya Tarik (N)

Pengukuran ke- Rata-rata

1

│1,10±0,05│

Diam ¿│0,65±0,05│ ¿│0,65±0,05│

Tepat akan

bergerak

1. │0,65±0,05│

2. │0,75±0,05│

3. |│0,65±0,05│

│0,68±0,05│

Bergerak

lurus

beraturan

1. │0,35±0,05│

2. │0,40±0,05│

3. │0,35±0,05│

│0,36±0,05│

2

│1,60

Diam ¿│0,85±0,05│ ¿│0,85±0,05│

Tepat akan

bergerak

1. │0,85±0,05│

2.│0,85±0,05│ │0,83±0,05│

±0,05│ 3. │0,80±0,05│

Bergerak

lurus

beraturan

1.│0,50±0,05│

2.│0,50±0,05│

3. │0,45±0,05│

│0,48±0,05│

3 │2,10±0,05│

Diam ¿│1,05±0,05│¿│1,05±0,05│

Tepat akan

bergerak

1. │1,05±0,05│

2. │1,15±0,05│

3. │1,00±0,05│

│1,06±0,05│

Bergerak

lurus

beraturan

1. │0,75±0,05│

2.│0,60±0,05│

3. │0,65±0,05│

│0,66±0,05│

Kegiatan 3

Gaya Normal = |│0,60±0,05│N

Tabel 3. Hubungan antara jenis permukaan dengan gaya tarik

Jenis Keadaan Gaya Tarik (N)

Permukaan benda Pengukuran ke- Rata-rata

I Diam ¿│0,60±0,05│ ¿│0,60±0,05│

Tepat akan

bergerak

1. │0,60±0,05│

2. │0,55±0,05│

3.│0,55±0,05│

│0,56±0,05│

Bergerak

lurus

beraturan

1. │0,30±0,05│

2. │0,25±0,05│

3. │0,25±0,05│

│0,26±0,05│

II Diam ¿│0,45±0,05│ ¿│0,45±0,05│

Tepat akan

bergerak

1. │0,45±0,05│

2. │0,35±0,05│

3. │0,35±0,05│

│0,38±0,05│

Bergerak

lurus

beraturan

1. │0,20±0,05│

2. │0,25±0,05│

3. │0,25±0,05│

│0,23±0,05│

III Diam ¿│0,85±0,05│ ¿│0,85±0,05│

Tepat akan

bergerak

1. │0,85±0,05│

2. │0,65±0,05│

3. │0,65±0,05│

│0,71±0,05│

Bergerak

lurus

beraturan

1. │0,25±0,05│

2. │0,30±0,05│

3. │0,30±0,05│

│0,28±0,05│

Kegiatan 4

Tabel 4 Gaya gesekan statik pada bidang miring

No Gaya berat

(N)

Sudut Kritis (0)


1

│0,60±0,05│1. │22,00±0,05│

2. │22,50±0,05│

3. │22,00±0,05│

│22,10±0,05│

2

│1,10±0,05│1. │22,00±0,05│

2. │23,00±0,05││22,30±0,05│

3. │22,00±0,05│

3

│1,60±0,05│1. │24,00±0,05│

2. │24,00±0,05│

3. │23,50±0,05│

│23,80±0,05│

4

│2,10±0,05│1. │20,00±0,05│

2. │21,00±0,05│

3. │20,50±0,05│

│23,80±0,05│

Kegiatan 5

Massa beban = │0,60±0,05│ NSudut kemiringan bidang = │25°±0,5│

Tabel 5 Gaya gesekan kinetik pada bidang miring

No Jarak tempuh (cm) Waktu tempuh (s)


1

│80,00±0,05│1.│1,1±0,1│

2.│1,3±0,1││1,2±0,1│

Ffs

N

Wdiam

F > fs

= < 0,35 N

3.│1,2±0,1│

2

│60,00±0,05│1.│1,0±0,1│

2.│0,9±0,1│

3.│0,8±0,1│

│0,9±0,1│

3

│35,50±0,05│1.│0,6±0,1│

2.│0,7±0,1│

3.│0,6±0,1│

.│0,6±0,1│

Analisis Data

Kegiatan 1 : Gaya tarik terhadap keadaan benda

Gaya – gaya yang bekerja pada benda ketika benda

dalam keadaan diam ,benda tepat bergerak ,dan benda

bergerak lurus beraturan .

- Benda dalam keadaan diam=0,6

Ffk

N

WTepat akan bergerak

F = fs

=0,35 N

Ffk

N

WbergerakF fs

=0,20 N

- Benda tepat bergerak

- Benda bergerak lurus beratururan

Kegiatan 2: Hubungan antara gaya normal dengan gaya gesekan

1. Tabel Hubungan gaya normal dengan gaya gesekan

No Gaya

Normal

Keadaan

benda

Gaya Tarik

(N)

= 0,6 N

= 0,6 N

(N) Rata-rata

1

│1,10±0,05│

Diam ¿│0,65±0,05│

Tepat akan

bergerak

│0,68±0,05│

Bergerak

lurus

beraturan

│0,36±0,05│

2

│1,60±0,05│

Diam ¿│0,85±0,05│

Tepat akan

bergerak

│0,83±0,05│

Bergerak

lurus

beraturan

│0,48±0,05│

3

│2,10±0,05│

Diam¿│1,05±0,05│

Tepat akan

bergerak │1,06±0,05│

Bergerak

lurus

beraturan

│0,06±0,05│

Kegiatan 3

1. Koefisien gaya gesek statis (tepat akan bergerak)

a. Jenis Permukaan 1

μs1=fgN

μs1 ¿0,560,60

¿0,93

∆fg=δmax=fg−x

δ1=│0,56−0,60=0,04N│

δ2=│0,56−0,55=0,01N│

δ3=│0,56−0,55=0,01N

δmax=0,04N

∆μs={|∆fgfg |+|∆NN |}μs

∆μs1={|0,040,56|+|0,050,60|}0,93

¿ {|0,071|+|0,083|}0,93 ¿0,14322

KR=|∆μsμs |x100%

KR=0,1430,93

×100%=15%

μs=|μs±∆μs|

μs= |0,93±0,14|

b. Jenis Permukaan 2

μs1=fgN

μs1 ¿0,380,60

¿0,63

∆fg=δmax=fg−x

δ1=│0,38−0,35=0,07N│

δ2=│0,38−0,35=0,03N│

δ3=│0,38−0,35=0,03N

δmax=0,07N


∆μs1={|0,070,38|+|0,050,60|}0,63¿ {|0,184|+|0,083|}0,63 ¿0,16821

KR=|∆μsμs |x100%

KR=0,1680,63

×100%=26%

μs=|μs±∆μs|

μs= |0,63±0,16|c. Jenis Permukaan 3

μs1=fgN

μs1 ¿0,710,60

¿1,18

∆fg=δmax=fg−x

δ1=│0,71−0,85=0,14N│

δ2=│0,71−0,65=0,06N│

δ3=│0,71−0,65=0,06N

δmax=0,14N


∆μs1={|0,140,71|+|0,050,60|}1,18¿ {|0,197|+|0,083|}1,18 ¿0,3304

KR=|∆μsμs |x100% KR=

0,330,71

×100%=46%

μs=|μs±∆μs| μs=|0,71±0,33|

2. Koefisien gaya gesek kinetic (bergerak lurus beraturan)

a. Jenis Permukaan 1

μk1=fgN

μk1 ¿0,260,60

= 0,43

∆fg=δmax=fg−x

δ1=│0,26−0,30N│=0,04

δ2=│0,26−0,25N│=0,01

δ3=│0,26−0,25N│=0,01

δmax=0,04

∆μk={|∆fgfg |+|∆NN |}μk ∆μk1={|0,040,26|+|0,050,60|}0,43

¿ {|0,153|+|0,083|}0,43 ¿0,10148

KR=|∆μkμk |x100%

KR=0,100,43

×100%=23%

μk=|μk±∆μk| μk= |0,43±0,10|

b. Jenis Permukaan 2

μk1=fgN

μk1 ¿0,230,60

= 0,88

∆fg=δmax=fg−x

δ1=│0,23−0,20N│=0,03

δ2=│0,23−0,25N│=0,02

δ3=│0,23−0,25N│=0,02

δmax=0,03

∆μk={|∆fgfg |+|∆NN |}μk∆μk1={|0,030,23|+|0,050,60|}0,88

¿ {|0,130|+|0,083|}0,88 ¿0,18744

KR=|∆μkμk |x100%

KR=0,180,23

×100%=78%

μk=|μk±∆μk| μk=|0,23±0,18|

c. Jenis Permukaan 3

μk1=fgN

μk1 ¿0,280,60

= 0,46∆fg=δmax=fg−xδ1=│0,28−0,25N│=0,03

δ2=│0,28−0,30N│=0,02δ3=│0,28−0,30N│=0,02δmax=0,03

∆μk={|∆fgfg |+|∆NN |}μk∆μk1={|0,030,28|+|0,050,60|}0,88

¿ {|0,107|+|0,083|}0,46 ¿0,08

KR=|∆μkμk |x100%KR=

0,080,28

×100%=28%

μk=|μk±∆μk| μk=|0,28±0,08|

Kegiatan 4 Gaya gesekan statik pada bidang miring

Koefisien gesek statik

Analisis perhitungan

μs=tanθ

dμs=∂μs∂θ

dθ

¿∂tanθ∂θ

dθ

∆μs=sec2θ∆θ

∆μs=1

cos2θ∆θ

∆θc = 12 x NST busur x π180 =

12 x 1

0 x 3,14180 = 0,5180 x 3,14 =

0,0087

1. Untuk N = 0,60 N

μs1¿tanθc1

¿tan 22,10

¿0,40

∆μs1=1

cos2θ∆θ

¿1

cos222,10,0087

¿1

0,840,0087

¿0,01

KR=∆μsμs

×100%

KR=0,010,40

×100%

¿2,05%

μs=|μs±∆μs|

¿|0,400±0,010|

2. Untuk N = 1,10 N

μs1¿tanθc1

¿tan 22,30

¿0,41

∆μs1=1

cos2θ∆θ

¿1

cos222,30,0087

¿1

0,840,0087

¿0,01

KR=∆μsμs

×100%

KR=0,010,41

×100%

¿2,43%

μs=|μs±∆μs|

¿|0,410±0,010|

3. Untuk N = 1,60

μs3¿tanθc3

¿tan 23,80

¿0,44

∆μs3=1

cos2θ∆θ

¿1

cos223,80,0087

¿1

0,820,0087

¿0,01

KR=0,010,44

×100%

¿2,27%

μs=|μs±∆μs|

¿|0,440±0,010|

4. Untuk N = 2,10N

μs4¿tanθc4

¿tan 23,80

¿0,44

∆μs4=1

cos2θ∆θ

¿1

cos223,80,0087

¿1

0,820,0087

¿0,01

KR=0,010,47

×100%

¿2,12%

μs=|μs±∆μs|

¿|0,440±0,010|

Hubungan antara massa beban dan koefisien gesekan statik

No Beban μs1 0,60 0,402 1,10 0,413 1,60 0,444. 2,10 0,44

PEMBAHASAN

Gaya gesek merupakan gaya yang muncul apabila kedua

permukaan suatu benda saling bersentuhan,dimana arah

gerak gaya gesekan berlawanan arah gerak relative suatu

benda.Pada percobaan ini Faktor- factor yang mempengaruhi

gaya gesek yaitu:

1) Gaya tarik,karena semakin besar gaya tariknya,maka

juga memungkinkan benda untuk bergerak,dan mengalami

gesekan,walaupun pada keadaan diam benda juga

mengalami gesekan yaitu gaya gesek static

2) Gaya normal,tergantung pada gaya tekan benda secara

tegak lurus.Oleh karena itu semakin besar gaya

normalnya,semakin besar juga gaya tarik yang diberikan

pada suatu benda

3) Keadaan permukaan benda,jika permukaan benda licin

maka koefisien geeknya lebih kecil

4) Koefisien gesek

Gaya geseskan static merupakan 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.Gaya gesekan

statis bekerja saat benda dalam keadaan diam dan nilainya

mulai dari nol sampai suatu harga maksimum. Jika gaya

tarik/dorong yang bekerja pada suatu benda lebih kecil

dari gaya gesekan statis maksimum, maka benda masih dalam

keadaan diam dan gaya gesekan yang bekerja pada benda

mempunyai besar yang sama dengan nilai gaya tarik/dorong

pada benda tersebut. Besarnya gaya gesekan statis

maksimum adalah :

fs= μs.NGaya gesekan kinetik merupakan gaya gesekan yang

bekerja pada sebuah benda ketika benda tersebut telah

bergerak.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.Besarnya gaya

gesekan kinetisnya adalah:

fk¿μk.N

Kegiatan pertama dilakukan tiga kali yaitu pengaruh

gaya tarik pada benda diam, tepat akan bergerak, dan

bergerak lurus beraturan, kegiatan ini dilakukan dengan

menarik balok yang memiliki massa 0,6 N kemudian gaya

tarik diukur dengan menggunakan neraca pegas dengan nilai

skala terkecil 0,1 N/skala dan kesalahan mutlaknya yaitu

0,05 N/skala . Pada benda diam besar gaya tariknya lebih

besar dari benda yang tepat akan bergerak yaitu ¿ 0,35 N,

dan pada benda tepat akan bergerak gaya tariknya sebesar

0,35 N, dan pada benda bergerak lurus beraturan besar

gaya tariknya lebih kecil dari benda tepat akan bergerak

yaitu 0,20 N.

Kegiatan kedua dilakukan percobaan pada benda

keadaan diam, tepat akan bergerak dan bergerak lurus

beraturan. Pada benda tepat akan bergerak dan bergerak

lurus beraturan dilakukan percobaan sebanyak tiga kali

dengan gaya normal 1,10 N, 1,60 N, dan 2,10 N. Seperti

pada kegiatan pertama pada kegiatan ini besar gaya tarik

diukur dengan menggunakan neraca pegas dengan nilai skala

terkecil 0,1 N/skala dan kesalahan mutlaknya yaitu 0,05

N/skala . Dengan gaya normal 1,10 N pada benda diam

diperoleh nilai gaya tarik ¿ 0,65 N, pada benda tepat

akan bergerak diperoleh rata-rata besar gaya tarik 0,68

N, dan pada benda bergerak lurus beraturan rata-rata

besar gaya tarik yaitu 0,36 N. Pada gaya normal 1,60 N

pada benda diam diperoleh nilai gaya tarik ¿ 0,85 N, pada

benda tepat akan bergerak diperoleh rata-rata besar gaya

tarik 0,83 N, dan pada benda bergerak lurus beraturan

rata-rata besar gaya tarik yaitu 0,48 N, dan pada gaya

normal 2,10 N pada benda diam diperoleh nilai gaya tarik¿ 1,05 N, pada benda tepat akan bergerak diperoleh rata-

rata besar gaya tarik 1,06 N, dan pada benda bergerak

lurus beraturan rata-rata besar gaya tarik yaitu 0,65 N.

Jadi besar gaya gesek berbanding lurus dengan gaya

normalnya yaitu semakin besar gaya normal maka semakin

besar gaya geseknya.

Kegiatan ketiga yaitu mengukur gaya tarik

bendadengan menggunakan neraca pegas dengan nilai skala

terkecil 0,1 N/skala dan kesalahan mutlaknya yaitu 0,05

N/skala . Dimana jenis permukaan balok yang di ukur

adalah permukaan 1, 2 , dan 3 dengan gaya normal 0,60 N

pada keadaan diam, tepat akan bergerak, dan bergerak

lurus beraturan. Seperti pada kegiatan kedua pada benda

tepat akan bergerak dan bergerak lurus beraturan

dilakukan percobaan sebanyak tiga kali. Pada permukaan 1

rata-rata besar gaya tarik benda tepat akan bergerak

yaitu 0,56 N, dan pada benda bergerak lurus beraturan

rata-rata besar gaya tarik 0,26 N. Pada permukaan 2

rata-rata besar gaya tarik benda tepat akan bergerak


rata-rata besar gaya tarik 0,23 N. Dan pada permukaan

3 rata-rata besar gaya tarik benda tepat akan bergerak


rata-rata besar gaya tarik 0,28 N.

Kegiatan keempat yaitu mengukur sudut kritis benda

dengan gaya berat 0,60 N,

1,10 N, 1,60 N, dan 2,10 N dengan meggunakan busur yang

memiliki nilai skala terkecil sebesar 1° /¿ skala dengan

kesalahan mutak 0,5 ° /¿ skala. Pengukuran dilakukan

sebanyak tiga kali, pada benda yang gaya beratnya 0,60 N

diperoleh rata-rata besar sudut kritis yaitu 22,1°, padabenda dengan gaya berat 1,10 N diperoleh rata-rata besar

sudut kritis 22,3 °, benda dengan gaya berat 1,60 N

diperoleh rata-rata besar sudut kritis 23,8°, dan padabenda dengan gaya berat 2,10 N diperoleh rata-rata besar

sudut kritis 23,8°. Dan berdasarkan analisis data

diperoleh koefisien gesek statik benda dengan gaya berat

0,60 N, 1,10 N, 1,60 N, dan 2,10N adalah 0,40, 0,41,

0,44, dan 0,44

Kegiatan kelima yaitu menghitung waktu tempuh yang

diperlukan oleh benda yang bermassa 0,60 N dengan sudut

kemiringan bidang 25° pada jarak tempuh 80 cm, 60 cm, dan35,5 cm. Pengukuran waktu tempuh dilakukan sebanyak tiga

kali dan diukur dengan menggunakan stopwatch dengan nilai

skala terkecil 0,1 detik/skala dan kesalahan mutlaknya

0,05 detik/skala. Pada jarak tempuh 80 cm, rata-rata

waktu tempuh benda yaitu 1,2detik, pada jarak tempuh 60

cm rata-rata waktu tempuh benda yaitu 0,9 detik, dan pada

jarak tempuh 35 cm rata-rata waktu tempuh benda adalah

0,6 detik. Jadi semakin panjang jarak tempuhnya maka

semakin lama waktu tempuh yang dibutuhkan.

SIMPULAN DAN DISKUSI

Dari percobaan yang dilakukan, dapat ditarik

kesimpulan bahwa sifat dan akibat gesekan dari beberapa

jenis permukaan benda tidaklah sama. Hal ini dipengaruhi

oleh besarnya koefisien gesekan yang dimiliki oleh

beberapa benda tersebut. Dimana, koefisien gesekan

disebabkan oleh factor gaya geseknya (gaya akibat

bersentuhannya permukaan benda dengan permukaan bidang

miring yang tidak licin) dan sudut elefasi yang

dimilikinya serta perbedaan rupa (licin dan kasarnya)

suatu permukaan benda/jenis bahan-bahan yang bergesekan.

Faktor – factor yang mempengaruhi gaya gesek yaitu

gaya tarik,gaya normal,keadaan permukaan benda,dan

koefisien gesek. Gaya gesek statik selalu lebih besar

dibanding gaya gesek kinetik. Makin besar gaya normal

suatu benda maka gaya tarik yang dibutuhkan akan semakin

besar. Benda yang memiliki massa yang besar, memiliki

sudut kritis yang lebih kecil dibanding dengan massa yang

lebih ringan, sehingga mengakibatkan benda lebih cepat

meluncur pada bidang miring, karena pada bidang miring

gaya gesek statik berbanding terbalik dengan berat benda.

Gaya gesekan kinetik dengan jarak tempuh yang panjang

dilalui balok pada bidang miring, memerlukan waktu yang

lebih lama untuk sampai di ujung bawah bidang, hal ini

disebabkan karena benda mengalami gaya kinetik yang lebih

lama dibanding dengan benda yang meluncur dari jarak yang

lebih dekat dari ujung bawah bidang. Benda yang memiliki

permukaan licin, memerlukan gaya dan koefisien gesekan

yang dihasilkan lebih kecil, dibanding dengan benda yang

memiliki permukaan yang dilapisi dengan beludru,

memerlukan gaya dan koefisien gesekan akan lebih besar.

Saat menarik benda hingga bergerak lurus beraturan,

usahakan tidak tersendat-tersendat agar nilai skala pada

neraca pegas konstan.

Gaya Gesekan

Documents

Transcript of Gaya Gesekan