Kamis, 31 Maret 2011

Laporan Praktikum Ujian Fisika 2010-2011

PEMERINTAH KOTA BALIKPAPAN
DINAS PENDIDIKAN
SMA NEGERI 2 BALIKPAPAN
SERTIFIKAT ISO 9001:2008 NOMOR : 34013/A/0001/UK/En
Alamat : Jl Soekarno Hatta Strat IV Balikpapan Telp / Fax ( 0542 ) 424686 Kode Pos 76125
Webside: www.sman2balikpapan.sch Email: sman2bpn@smadabalikpapan.sch.id

Laporan Hasil Praktikum
“Gaya Gesek pada Bidang Miring”
Untuk memenuhi tugas ujian praktek mata pelajaran fisika tahun ajaran 2010/2011,
yang dibina oleh Dra. Ririen Friedayati






Oleh :
Nella Oktavianna
XII IPA 3
Februari 2011
A. Judul
Gaya pada bidang miring II

B. Tujuan
Menyelidiki sifat-sofat dan akibat gesekan dari beberapa jenis permukaan benda

C. Dasar Teori
Gaya gesek
Gaya gesek itu timbul karena ada kontak antara 2 permukaan yang
kasar, yaitu permukaan benda yang cenderung akan bergerak atau sedang
bergerak dan permukaan lantai yang ditindihnya
Gaya gesek sifatnya selalu melawan gaya yang cenderung menggerakkan
benda. Karena itu arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah
kecenderungan gerak benda.
Gaya gesek ini dapat terjadi pada:
1. gaya gesek antara zat padat dengan zat padat (kayu dengan kayu)
2. gaya gesek antara zat cair dengan zat padat (kelereng dengan oli)
Ketika benda cenderung akan bergerak tetapi belum bergerak, maka
gaya geseknya ini disebut gaya gesek statis.
Ketika benda sudah dalam keadaan bergerak, maka gaya geseknya ini
disebut gaya gesek kinetis.



Mengenai gaya gesek statis:
Selama benda belum bergerak, gaya gesek statis besarnya mengikuti
besar gaya dorong atau gaya tarik yang cenderung menggerakkan benda.
Besar gaya gesek statis memiliki batas maksimum yang besarnya
tergantung pada kekasaran permukaan benda dan gaya kontak antara
lantai dan benda (atau yang kita sebut sebagai gaya normal).
Semakin kasar permukaan benda atau permukaan lantainya, semakin
besar pula gaya gesek statis maksimumnya.

Mengenai gaya gesek kinetis:
Gaya gesek ini terjadi pada saat benda bergerak.
Besar gaya gesek kinetis ini konstan dan selalu lebih kecil dari
besar gaya gesek statis maksimum.
Gaya gesek yang konstan ini besarnya juga tergantung pada kekasaran
permukaan benda dan lantai dan besar gaya kontak antara lantai dan
benda. Semakin kasar permukaan benda atau permukaan lantainya, semakin
besar pula gaya gesek kinetis.

Sekali lagi ditekankan bahwa besar gaya gesek kinetis ini selalu lebih
kecil dari besar gaya gesek statis maksimum. Karena itu, ketika kita
mendorong benda di atas permukaan yang kasar, pada saat benda belum
bergerak kita harus memberikan gaya dorong yang cukup besar untuk
membuatnya bergerak. Tetapi ketika benda sudah bergerak, gaya dorong
kita bisa dikurangi tanpa membuatnya berhenti bergerak.

Koefisien gesek

Rumus untuk koefisien gesek statik sering dinyatakan dengan:
μ = tan θ
Rumus tersebut merupakan rumus yang digunakan sebagai cara untuk mengukur koefisien gesek. Apabila kita punya sebuah benda, misalnya buku, lalu kita ingin mengetahui berapa koefisien gesek statik antara buku dengan permukaan dari kayu, maka cara mengetahuinya adalah dengan meletakkan buku tersebut di atas permukaan kayu. Kemudian permukaan kayu itu kita miringkan (terhadap horizontal) sedikit demi sedikit. Pada saat awal (sudut kemiringan kecil), buku tidak akan bergerak, tetapi setelah terus dimiringkan, pada sudut kemiringan tertentu (θ) buku akan mulai mulai bergerak, nah tan θ inilah yang merupakan nilai μ.
Terlihat bahwa nilai sudut θ adalah spesial, tidak bisa divariasikan sembarangan, hanya terdapat satu nilai θ untuk koefisien gesek statik antara bahan kayu dan kayu. Hal ini mengakibatkan bahwa rumus diatas tidak bisa dipahami sebagai hubungan ketergantungan antara μs terhadap θ. Rumus itu memberitahu kita bagaimana cara mengukur μ.

Pada bidang miring, koefisien gesek statik diberikan oleh ekspresi : μ = tan θ, dimana θ adalah sudut kemiringan. Secara matematis ini ekuivalen.
Koefesien gesek statik hanya tergantung pada jenis bahan-bahan yang bergesekan. Atau dalam bahasa fisika, koefisien gesek statik merupakan karakteristik dua bahan yang bergesekan (misalnya, antara kayu dengan kayu, dll).
Koefisien gesek statik adalah karakteristik internal dari kemulusan permukaan yg berkaitan, tidak bergantung sama sekali dari berapa sudut kemiringan yang kita berikan (faktor eksternal).
Ada beberapa jawaban yang kurang tepat dari faktor-faktor yang mempengaruhi koefisien gesek antara lain:
1. kecepatan relatif
Jawaban ini kurang tepat karena untuk kelajuan sampai beberapa m/s, besarnya koefisien gesek kinetis SAMA ATAU HAMPIR SAMA.

2. Gaya gesek maksimum tergantung pada luas permukaan bidang gesek
Jawaban ini salah karena selama kekasaran permukaan
batu bata adalah sama dan merata (homogen), maka besar gaya geseknya
sama. Kalau tidak percaya, kita bisa melakukan eksperimen, tapi dengan
syarat pastikan dulu bahwa kekasaran permukaan batu bata tersebut sama dan
merata di kedua permukaan yang akan dihadapkan ke lantai. (ini yang agak susah)

3. Gaya normal, karena fgesek = μ Fnormal
Jawaban ini juga kurang tepat. Ketika dikatakan bahwa f = μ N, ini berarti bahwa gaya gesek itu proporsional terhadap gaya normal yang dialami oleh benda tersebut. Kebalikannya TIDAK berlaku. kita tidak bisa (dan tidak boleh) mengekspresikan gaya normal sebagai N = f / μ, meskipun secara matematis keduanya ekuivalen. Gaya normal tidak dipengaruhi oleh gesekan, melainkan MURNI BERASAL dari persentuhan benda dengan bidang. disini adalah konstanta atau koefisien. Jadi gaya normal berasal atau timbul atau bergantung dari adanya persentuhan benda dengan bidang (koefisien gesek), BUKAN sebaliknya.
(sumber : www.google.com)

D. Alat dan Bahan
Nomor Katalog Nama Alat/Bahan Jumlah
FME 51.01/01 Dasar Statif 1
FME 51.02/02 Kaki Statif 2
FME 51.03/03 Batang Statif Pendek 1
FME 51.04/04 Batang Statif Panjang 1
FME 51.05/05 Balok Pendukung 1
FME 51.37/72 Balok Bertingkat 1
FME 51.14/23 Jepitan Penahan 1
FME 51.13/16 Balok Alumunium 1
FME 51.24/36 Bidang Miring 1
- Timbangan masa 1


E. Langkah Percobaan
Setelah seluruh alat dan bahan disiapkan sesuai daftar di atas, maka :
a. Rakit statif sesuai gambar I.
b. Pasang balok pendukung pada bidang statif.
c. Rakit bidang miring pada balok pendukung, dengan posisi terbalik (bidang rata diatas, bagian rel dibawah).
d. Jika perlu gunakan balok bertingkat untuk mengatur kedudukan bidang miring.


1. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN
1. Tentukan berat balok aluminium (w).
2. Letakkan balok aluminium di atas bidang miring.
3. Naikkan ketinggian balok pendukung secara sangat perlahan-lahan sambil mengamati balok aluminium.
4. Hentikan kenaikan balok pendukung tepat pada saat aluminium akan bergerak (bergeser). Pada saat itu ukur h (tinggi ujung atas bidang miring) untuk menentukan sin α atau cos α. (panjang bidang miring l=50 cm).
5. Ulangi langkah 2 s.d 4, tetapi gunakan permukaan balok yang berbeda (kayu, karet, kaca dan plastik).
6. Hitung gaya gesekan antara permukaan bidang miring dengan permukaan kayu, karet dan plastik.

F. Data Pengamatan
a) Data hasil percobaan
w
(berat balok)
(dalam Newton) Jenis Permukaan h
(dalam cm)
sinα α
(°)
f
N
1,6
1,6
1,6
1,6 Kayu
Karet
Kaca
Plastik 20,3
35,2
17
15,5 0,406
0,704
0,34
0,31 24
44,748
19,88
18,059 0,65
1,13
0,54
0,5 1,46
1,14
1,5
1,52

b) Gambar arah vektor Gaya w, f dan N







c) Besar koefisien gesekan statis menggunakan data hasil percobaan
Besarnya μs kayu = 0,44
Besarnya μs karet = 0,99
Besarnya μs kaca = 0,36
Besarnya μs plastic = 0,33

G. Analisa Data
w balok = masa x percepatan grafitasi (m x g) (g dalam 10 m/s2)
= 0,16 kg x 10
= 1,6 N
h = tinggi bidang miring yang dihitung saat balok sedang akan meluncur.
sin α = hasil bagi dari tinggi bidang miring dengan panjang bidang miring


h


α
sin α = h/l
sin α kayu = 20,3/50
= 0,406°
sin α karet = 35,2/50
= 0,704°
sin α kaca = 17/50
= 0,34°
sin α pelastik = 15,5/50
= 0,31°
f = gaya gesek
f = w.sinα
f kayu = 1,6.0,406
= 0,65 N
f karet = 1,6.0,704
= 1,13 N
f kaca = 1,6.0,34
= 0,54 N
f plastic = 1,6.0,31
= 0,5 N
N = gaya ke atas yang dimiliki oleh suatu budang
N = w. cosα
N kayu = 1,6.0,89
= 1,46 N
N karet = 1,6.0,71
= 1,14 N
N kaca = 1,6.0,94
= 1,5 N
N pelastik = 1,6.0,95
= 1,52 N
μs kayu = f kayu/N kayu = 0,44
μs karet = f karet/N karet = 0,99
μs kaca = f kaca/N kaca = 0,36
μs plastic = f plastic/N plastic = 0,33

H. Kesimpulan
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***.

I. Nama Kelompok
Dalam melaksanakan percobaan ini, kami bekerja dengan satu kelompok, yakni :
a) Alfianur Cahya Deska (XII IPA 2)
b) Dayun Mahesa Dewi (XII IPA 2)
c) Nella Oktavianna (XII IPA 3)

J. Lampiran

1 komentar: