Laporan fisika dasar gesekan pada bidang miring

1. LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
“GESEKAN PADA BIDANG MIRING”
Disusun oleh:
Mesa Fahjrul. I (0651-12-435)
Nurul Hanifah (0651-12-434)
Shara Deianira (0651-12-449)
Tanggal Praktikum:
05 November 2012
Asisten Dosen:
1. Dra. Trirakhma S, Msi
2. Rissa Ratimanjari S.Si
3. Noorlela
Rekan Kerja:
Andhika Abduloh
Gilang Putra Ditama
Luthfi
Salzir Isa Al-habsyi
LABORATORIUM FISIKA
PROGRAM STUDI ILMU KOMPUTER
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS PAKUAN

2. BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Tujuan percobaan
Dengan dilakukannya percobaan ini, maka mahasiswa dapat mencari koefisien gesekan
statis dan kinetis, percepatan dan kecepatan benda yang bergerak meluncur pada bidang
miring.
1.2. Dasar Teori
1.2.1. Gaya Gesek
Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah
kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda
bersentuhan. Benda-benda yang dimaksud di sini tidak harus berbentuk padat,
melainkan dapat pula berbentuk cair, ataupun gas. Gaya gesek antara dua buah benda
padat misalnya adalah gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan gaya antara benda padat
dan cairan serta gas adalah gaya Stokes. Di mana suku pertama adalah gaya gesek yang
dikenal sebagai gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan suku kedua dan ketiga adalah
gaya gesek pada benda dalam fluida.
Gaya gesek dapat merugikan dan juga bermanfaat. Panas pada poros yang
berputar, engsel pintu dan sepatu yang aus adalah contoh kerugian yang disebabkan
oleh gaya gesek. Akan tetapi tanpa gaya gesek manusia tidak dapat berpindah tempat
karena gerakan kakinya hanya akan menggelincir di atas lantai. Tanpa adanya gaya
gesek antara ban mobil dengan jalan, mobil hanya akan slip dan tidak membuat mobil
dapat bergerak. Tanpa adanya gaya gesek juga tidak dapat tercipta parasut.
Terdapat dua jenis gaya gesek antara dua buah benda yang padat saling bergerak
lurus, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis, yang dibedakan antara titik-titik
sentuh antara kedua permukaan yang tetap atau saling berganti (menggeser). Untuk
benda yang dapat menggelinding, terdapat pula jenis gaya gesek lain yang disebut gaya
gesek menggelinding (rolling friction). Untuk benda yang berputar tegak lurus pada
permukaan atau ber-spin, terdapat pula gaya gesek spin (spin friction). Gaya gesek
antara benda padat dan fluida disebut sebagai gaya Coriolis-Stokes atau gaya viskos
(viscous force).

3. Gaya gesek statis adalah 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. Koefisien gesek statis umumnya dinotasikan
dengan μs, dan pada umumnya lebih besar dari koefisien gesek kinetis.
Gaya gesek statis dihasilkan dari sebuah gaya yang diaplikasikan tepat sebelum
benda tersebut bergerak. Gaya gesekan maksimum antara dua permukaan sebelum
gerakan terjadi adalah hasil dari koefisien gesek statis dikalikan dengan gaya normal f =
μs Fn. Ketika tidak ada gerakan yang terjadi, gaya gesek dapat memiliki nilai dari nol
hingga gaya gesek maksimum. Setiap gaya yang lebih kecil dari gaya gesek maksimum
yang berusaha untuk menggerakkan salah satu benda akan dilawan oleh gaya gesekan
yang setara dengan besar gaya tersebut namun berlawanan arah. Setiap gaya yang lebih
besar dari gaya gesek maksimum akan menyebabkan gerakan terjadi. Setelah gerakan
terjadi, gaya gesekan statis tidak lagi dapat digunakan untuk menggambarkan kinetika
benda, sehingga digunakan gaya gesek kinetis.
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.

4. BAB II
ALAT DAN BAHAN
2.1. Peralatan yang Digunakan
1) Papan luncur
2) Mistar ukur
3) Stopwatch
2.2. Bahan yang Digunakan
1) 3 buah balok kayu

5. BAB III
METODA KERJA
1. Diletakkan balok di atas bidang luncur pada tempat yang sudah diberi tanda. Ukur
panjang lintasan yang akan dilalui oleh benda (St).
2. Diangkat bidang luncur perlahan-lahan hingga balok pada kondisi akan meluncur. Diukur
posisi vertikal (y) dan horizontal (x) balok.
3. Diangkat bidang luncur sedikit ke atas lagi hingga balok meluncur. Dengan
menggunakan stopwatch diukur waktu yang diperlukan balok selama meluncur sepanjang
lintasan tadi.
4. Diulang percobaan nomor 1 sampai 3 lima kali, kemudian hitung koefisien gesek statis
( s), percepatan (a), koefisien gesek kinetis ( k), dan kecepatan benda pada saat mencapai
ujung bawah bidang luncur (Vt).
5. Dilakukan percobaan diatan dengan menggunakan benda lain.

6. BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
4.1. Data Pengamatan
Berdasarkan data percobaan dan perhitungan yang telah dilakukan tanggal 05
November 2012, maka dapat dilaporkan hasil sebagai berikut.
Keadaan ruangan P (cm)Hg T (oC) C (%)
Sebelum percobaan 75,5 25 76 %
Sesudah percobaan 75,2 25 72 %
Balok A
Massa : 125,5 gram
No x y r t sin cos s k a vt
1 45 25 51,478 2,42 0,485 0,874 0,554 0,515 34,150 82,643 29,012
2 55 25 60,415 2,58 0,413 0,910 0,453 0,420 30,05 77,529 24,393
50 25 55,94 2,5 0,446 0,892 0,503 0,467 32,1 80,080 26,702
x 0,55 0 4,468 0,113 0,036 0,018 0,050 0,0475 2,05 2,556 2,05
Balok B
Massa : 93 gram
No x y r t sin cos s k a vt
1 55 26 60,835 5,05 0,427 0,904 0,472 0,463 7,842 39,602 25,77
2 59 25 64,078 5,19 0,390 0,920 0,456 0,415 7,424 38,530 22,954
57 25,5 62,456 5,12 0,408 0,912 0,464 0,439 7,633 39,066 24,362
x 2 0,5 1,621 0,098 0,0261 0,0113 0,008 0,0339 0,208 0,3789 1,4079
Balok C
Massa : 123,5 gram
No x y r t sin cos s k a vt
1 60 25 65 3,12 0,384 0,923 0,416 0,395 20,545 64,1004 22,581
2 60 25 65 2,88 0,384 0,923 0,416 0,389 24,112 69,442 22,581
60 25 65 3 0,384 0,923 0,416 0,396 22,328 66,771 22,581

7. x 0 0 0 0,12 0 0 0 0,003 1,7835 2,670 0
4.2 Perhitungan
1. Balok A
 Perhitungan x
cm
= 5 cm
Ketelitian =
=
= 90 %
 Perhitungan y
cm

8. = 0 cm
Ketelitian =
=
= 100 %
 Perhitungan r
cm cm
cm
= 4,468 cm

9. Ketelitian =
=
= 92,1 %
 Perhitungan t
s
= 0,1131 s
Ketelitian =
=
= 95,5 %
 Perhitungan sin

10. = 0,036
Ketelitian =
=
= 92 %
 Perhitungan cos
cm

11. = 0,018 cm
Ketelitian =
=
= 98 %
 Perhitungan s
cm
= 0,05052 cm

12. Ketelitian =
=
= 90,1 %
 Perhitungan k
g = 980 cm/s2
cm
= 0,0475 cm
Ketelitian =
=
= 89,9 %

13.  Perhitungan a
st = 100cm
cm/det cm/det
cm/det
= 2,05 cm/det
Ketelitian =
=
= 93,7 %
 Perhitungan Vt
cm/det cm/det

14. cm/det
= 2,556 cm/det
Ketelitian =
=
= 96,81 %
 Perhitungan

15. = 2,05
Ketelitian =
=
= 92,33 %
2. Balok B
 Perhitungan x
cm
= 2 cm
Ketelitian =
=
= 96,16 %
 Perhitungan y

16. cm
= 0,5 cm
Ketelitian =
=
= 98,04 %
 Perhitungan r
cm cm
cm

17. = 1,621 cm
Ketelitian =
=
= 97,41 %
 Perhitungan t
s
= 0,098 s
Ketelitian =
=
= 98,09 %

18.  Perhitungan sin
0,390
= 0,0261
Ketelitian =
=
= 93,61 %
 Perhitungan cos

19. = 0,0113
Ketelitian =
=
= 98,77 %
 Perhitungan s

20. = 0,008
Ketelitian =
=
= 98,28 %
 Perhitungan k
g = 980 cm/s2

21. = 0,0339
Ketelitian =
=
= 92,31 %
 Perhitungan a
st = 100cm
cm/det cm/det
cm/det
= 0,2083 cm/det

22. Ketelitian =
=
= 97,28 %
 Perhitungan Vt
cm/det cm/det
cm/det
=0,3789 cm/det
Ketelitian =
=
= 99,1 %
 Perhitungan

23. =1,4079
Ketelitian =
=
= 94,23 %
1. Balok C
 Perhitungan x
cm
= 0 cm

24. Ketelitian =
=
= 99,47 %
 Perhitungan y
cm
= 0 cm
Ketelitian =
=
= 100 %
 Perhitungan r
cm cm

25. cm
= 0 cm
Ketelitian =
=
= 100 %
 Perhitungan t
s
= 0,12 s

26. Ketelitian =
=
= 96 %
 Perhitungan sin
=0
Ketelitian =
=
= 100 %
 Perhitungan cos

27. =0
Ketelitian =
=
= 100 %
 Perhitungan s

28. =0
Ketelitian =
=
= 100 %
 Perhitungan k
g = 980 cm/s2

29. = 0,003
Ketelitian =
=
= 99,24 %
 Perhitungan a
st = 100cm
cm/det cm/det
22,328 cm/det
= 1,7835 cm/det
Ketelitian =
=
= 92,11 %

30.  Perhitungan Vt
cm/det
= 2,670 cm/det
Ketelitian =
=
= 96.01 %
 Perhitungan

31. =0
Ketelitian =
=
= 100 %

32. BAB V
PEMBAHASAN
Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan
benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan. Permukaan
bidang yang kasar akan membuat gesekan semakin besar sehingga kecepatan laju balok
sedikit lambat atau lebih cepat balok yang permukaannya licin atau halus .
Jika benda tersebut permukaannya halus dan bidang luncurnya pun halus maka benda tersebut
akan lebih cepat meluncur dari pada benda yang meluncur pada permukaan bidang yang
permukaannya kasar.
 Kecepatan pada Balok A, massa = 125,5 gram
cm/det cm/det
cm/det
 Kecepatan pada Balok B, massa 93 gram
cm/det cm/det
cm/det
 Kecepatan pada Balok C, massa 123,5 gram
cm/det cm/det

33. cm/det

34. BAB VI
KESIMPULAN
Dari percobaan, pengamatan dan perhitungan yang telah dilakukan, maka dapat ditarik
kesimpulan sebagai berikut.
Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan
benda akan bergerak.
Massa pada balok mempengaruhi kecepatan meluncur balok tersebut diatas bidang miring
Sudut kemiringan bidang mempengaruhi kecepatan dan waktu tempuh balok saat meluncur
Perhitungan hasil percobaan dilakukan dengan bantuan fungsi SD pada kalkulator

35. LAMPIRAN
Tugas Akhir
1. Apa yang dapat anda simpulkan hubungan antara kekasaran balok (koefisien gesek statis)
dengan sudut kemiringan bidang luncur.
2. Jika dua balok yang beratnya berbeda tetapi kekasarannya sama, apa yang dapat anda
simpulkan mengenai:
a. Sudut kemiringan bidangnya
b. Percepatan (pada yang sama)
c. Kecepatan pada jarak tempuh dan waktu yang sama. Perkuat pendapat anda dengan
rumus-rumus yang berlaku pada teori.
Jawab
1. Permukaan bidang yang kasar akan membuat gesekan semakin besar sehingga kecepatan
laju balok sedikit lambat atau lebih cepat balok yang permukaannya licin atau halus,
pada saat mendorong benda secara terus-menerus maka akan muncul fs (arah gaya
gesek) yang membesar sampai benda itu tepat bergerak, setelah benda bergerak, gaya
gesek menurun sampai mencapai nilai yang tepat, keadaan itu dikenal dengan gaya
gesek kinetis. Maka gesekan kinetis akan besar ketika sudut kemiringan itu rendah.
2. a. Sudut kemiringan bidangnya lebih besar benda yang lebih berat dikarenakan terjadi
tekanan pada bidang miring dengan berat benda yang menyebabkan hambatan,
sedangkan benda yang lebih ringan akan mengalami tekanan pada bidang lebih kecil,
yang menghasilkan sudut kemiringan lebih kecil pula.
b. Percepatannya akan berbeda antara balok yang beratnya ringan dengan yang lebih
berat. Sebab massa juga mempengaruhi kecepatan dan gaya. Seperti pada Hukum
Newton 2
F = m. a
Dari rumus tersebut dapat dibuktikan bahwa massa dan percepatan berbanding lurus.
c. Kecepatannya lebih cepat yang ringan, karena berat balok mempengaruhi tekanan
balok ke bidang kasar, sehingga gesekan semakin besar, bisa dihubungkan dengan W
= m x g. jadi ada gravitasi yang mempengaruhi gesekan dan mempengaruhi terhadap
kecepatan.

36.  Kecepatan pada Balok A, massa = 125,5 gram
cm/det cm/det
cm/det
 Kecepatan pada Balok B, massa 93 gram
cm/det cm/det
cm/det
 Kecepatan pada Balok C, massa 123, 5 gram
cm/det cm/det
cm/det

37. DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan),Jakarta :
Penerbit Erlangga
Tipler, Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Erlangga. Jakarta
Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar . Universitas Pakuan. Bogor