KOEFISIEN GESEKAN ABSTRAK Percobaan koefisien gesekan bertujuan untuk mengetahui tingkat kekasaran ari suatu !ermukaan bena" Kami me#akukan ua ka#i !ercobaan$ %akni untuk mengetahui koefisien gesekan statis an mengetahui koefisien gesekan kinetik" &etoe %ang kami gunakan aa#ah sebuah ba#ok an beban %ang sa#ing ihubungkan engan ta#i" Ba#ok i#etakkan i atas sebuah !a!an kemuian ta#i ihubungkan engan katro# seang beban ibiarkan menggantung" Sete#ah itu iberikan ga%a #uar engan cara mengetuk meja sam!ai sam!ai ba#ok ba#ok bergera bergerak" k" Sehing Sehingga ga akan akan ia!a ia!atkan tkan koefisi koefisien en gesekan gesekan antara antara ba#ok ba#ok engan !a!an" 'ari 'ari hasi# hasi# !ercob !ercobaan aan i!ero i!ero#eh #eh ni#ai ni#ai koefisie koefisien n gesekan gesekan statis statis sebesar sebesar ($)* ($)* seangkan ni#ai koefisien gesekan kinetik sebesar ($)+," -asi# tersebut suah sesuai bah.a koefisien gesekan gesekan statis #ebih #ebih besar ni#ain%a ni#ain%a ari ari !aa !aa koefisien koefisien gesekan gesekan kinetik" kinetik" I" PEN'A-/0/AN A" 0atar Be#akang Sebuah bena jika i#etakkan i atas sebuah meja tan!a iberi !er#akuan a!a!un cenerung teta! meme!ertahankan !osisin%a" Namun$ a!abi#a iberi ga%a #uar maka bena tersebut akan bergerak an terjai ga%a gesek %ang arahn%a ber#a.anan ber#a.anan engan ga%a #uar" Ga%a gesek i!engaruhi o#eh koefisien gesekan an ga%a norma#" Koefisien gesekan aa#ah tingkat kekasaran ari suatu bena" Sebuah bena %ang te!at akan bergerak bergerak mem!un%ai mem!un%ai koefisien koefisien gesekan #ebih besar ari !aa bena %ang suah bergerak bergerak an mem!un%ai mem!un%ai !erce!atan" !erce!atan" Koefisien Koefisien %ang imi#iki bena te!at akan bergerak bergerak isebut koefisien gesek statis seang koefisien %ang imi#iki imi#iki bena %ang suah suah berger bergerak ak an mem!un mem!un%ai %ai !erce!at !erce!atan an isebut isebut koefisie koefisien n gesek gesek kinetik kinetik"" /ntuk /ntuk mengetahui koefisien gesekan itu#ah maka i#aukan !ercobaan engan menggunakan ba#ok an !a!an" !a!an" B" Rumusan &asa#ah Beras Berasarka arkan n #atar #atar be#akan be#akang g i atas a!at a!at i ambi# ambi# suatu suatu rumusan rumusan masa#ah masa#ah sebagai berikut" +" Bagaima Bagaimanak nakah ah konse! konse! ga%a ga%a gesek gesek11 ," Bera!a Bera!akah kah ni#ai ni#ai koefisien koefisien gesekan gesekan statis statis an koefisien koefisien gesekan gesekan kinetik kinetik antara antara !ermukaan !ermukaan ba#ok ba#ok engan engan !a!an1 !a!an1 2" Tujuan Percobaan Aa!un tujuan !ercobaan koefisien gesekan ini aa#ah3 +" &ema &emaham hamii konse konse! ! ga% ga%aa gesek gesek ," 'a!at 'a!at menentuk menentukan an ni#ai koefisie koefisien n gesekan gesekan statis an koefisien koefisien gesekan gesekan kinetik kinetik antara !ermukaan ba#ok engan !a!an II" KA4IAN TEORI Gesekan Gesekan muncu# muncu# ikarenakan ikarenakan aan%a ua !ermukaan bena %ang bersentuhan" bersentuhan" Kami membatasi !aa ga%a gesek antara ua !ermukaan bena !aat saja" -a# ini tiak berarti bah.a tiak aa ga%a gesek antara bena !aat an cair$ serta bena !aat an uara" Secara Secara mikrosk mikrosko!i o!ik$ k$ bagaima bagaimana! na!un un ha#usn%a ha#usn%a !ermuk !ermukaan aan suatu suatu bena$ bena$ akan akan teta! menimbu#kan ga%a gesek karena aan%a keterbatasan a#am membuat !ermukaan
bena menjai #icin sem!urna" Keterbatasan ini muncu# karena mo#eku#5mo#eku# atom5 atom bena tersebut$ %ang ter#etak i !ermukaan bena$ memi#iki ukuran tertentu an bersifat !ermanen" Kekasaran !ermukaan suatu bena in%atakan engan koefisien gesekan 6 7miu8" Semakin kasar !ermukaan bena %ang bergesekan$ semakin besar !u#a koefisien gesekann%a" Persamaan umum ga%a gesek a!at itu#iskan sebagai berikut" f96N ga%a gesek a!at ibeakan menjai ua macam$ %aitu ga%a gesek statis 7fs8 an ga%a gesek kinetik 7fk8" Ga%a gesek statis #ebih besar ni#ain%a ari ga%a gesek kinetik" Ga%a gesek %ang ibutuhkan untuk mem!ertahankan bena agar teta! iam isebut ga%a gesek statis$ seangkan ga%a gesek statis ketika te!at bena akan bergerak isebut ga%a gesek statis maksimum" f s7maks8 9 6s N Ga%a gesek kinetik terjai a!abi#a ga%a #uar F !aa bena #ebih besar ibaning ga%a gesek statis maksimum f s7maks8 f k 9 6k N /ntuk menentukan koefisien gesek statis aa#ah engan membaningkan massa bena I engan massa bena II$ seangkan untuk mena!atkan ni#ai koefisien gesek kinetik itentukan engan menggunakan rumus turunan sebagai berikut" 6k 9
m, m, , s − + + , m+ m+ gt
III" &ETO'E PER2OBAAN A" Rancangan !ercobaan &+
&,
B" A#at an Bahan +" Pa!an ," Ba#ok ka%u :" Katro# )" Beban ;" Sto!.atch *" &eteran <" Neraca teknis =" Benang ni#on
+ buah + buah + buah + set + buah + buah + buah
2" >ariabe# %ang 'igunakan ? /ntuk koefisien gesekan statis >ariabe# mani!u#asi 3 massa ba#ok 7m8 >ariabe# res!on 3 ba#ok te!at bergerak bi#amana ikenai ga%a #uar >ariabe# kontro# 3 !anjang ta#i 7#8 ? /ntuk koefisien gesekan kinetik
>ariabe# mani!u#asi 3 jarak 7s8 >ariabe# res!on 3 .aktu 7t8 >ariabe# kontro# 3 massa ba#ok 7m8$ !a!an$ an !anjang ta#i 7#8 '" 0angkah Percobaan Kami me#akukan ua ka#i !ercobaan$ !ertama ia#ah !ercobaan menentukan koefisien gesek statis engan cara menimbang massa ba#ok kemuian mengikatkan engan ta#i an memberi beban !aa ujung ta#i #ainn%a" &embuat sistem se!erti !aa rancangan !ercobaan kemuian mengetuk meja sam!ai ba#ok seikit bergerak" &emani!u#asi massa ba#ok an beban engan !erbaningan %ang sama" Se#anjutn%a !ercobaan koefisien gesek kinetik i#akukan engan metoe %ang sama$ namun %ang imani!u#asi aa#ah jarakn%a engan cara membuat tana !aa !a!an #intasan" Kemuian mengetuk meja sam!ai ba#ok bergerak #urus berubah beraturan" &enja#ankan sto!.atch untuk mengetahui .aktu %ang i!er#ukan ba#ok me#intasi jarak %ang te#ah itentukan" I>" 'ATA 'AN ANA0ISIS A" 'ata Aa!un ata %ang kami !ero#eh se#ama !ercobaan aa#ah sebagai berikut" Percobaan koefisien gesek statis Perc" ke 7&+ @ ($(+8 gram 7&, @ ($(+8 gram + +=*$(( *($(( , ++$(( <($(( : +*$(( =($(( ) ,(+$(( ($(( ; ,(*$(( +(($(( * ,++$(( ++($(( < ,+*$(( +,($(( = ,,+$(( +:($(( Percobaan koefisien gesek kinetic Perc" ke 7&+ @ ($(+8 &, @ ($(+8 7s @ ($+8 cm 7t @ ($+8 etik gram gram + +=+$(( =($(( +($( ($; , +=+$(( =($(( +;$( +$( : +=+$(( =($(( ,($( +$) ) +=+$(( =($(( ,;$( +$* ; +=+$(( =($(( :($( +$ * +=+$(( =($(( :;$( ,$+ < +=+$(( =($(( )($( ,$; = +=+$(( =($(( );$( ,$( +=+$(( =($(( ;($( +$ B" Ana#isis 'ari keua ata iatas a!at i!ero#eh masing5masing koefisien sebagai berikut" 7#ihat #am!iran8 Perc" ke 6s + ($:, , ($:* : ($)( ) ($))
; * < =
($)= ($;, ($;; ($;=
Perc" ke 6k + ($:,* , ($: : ($)+) ) ($)+; ; ($)+= * ($)+ < ($),: = ($)( ($)(, 'ari ana#isis i atas i!ero#eh ni#ai koefisien gesekan statis sebagai berikut
= ∑
µ s
µ k
=
:$*;
= ($)* n = 'an ni#ai koefisien gesekan kinetik µ s
m m, , s = , , − + + m m + + gt =( =( ,":( = − + + , +=+ +=+ =("+$*; *( = ($)), − +$)), ,**; $ * = ($)), − +$)),( ($(,;) = ($)), − ($(: = ($)+,
4ai i!ero#eh ni#ai koefisien gesekan statis antara !ermukaan ba#ok engan !a!an sebesar ($)* an ni#ai koefisien gesekan kinetikn%a sebesar ($)+,
>" 'ISK/SI Sete#ah me#akukan ua ka#i !ercobaan kami a!at mem!ero#eh ni#ai ari koefisien gesek statis an kinetis antara !ermukaan ba#ok engan !a!an" Namun$ hasi# tersebut masih kurang akurat ikarenakan bebera!a faktor %aitu kurang cekatann%a kami a#am menghitung .aktu engan menggunakan sto!.atch" Se#ain itu !aa !ercobaan koefisien gesek kinetik berasarkan ata %ang kami !ero#eh ari bercobaan !ertama sam!ai keem!at .aktu %ang ibutuhkan terus bertambah seang !aa !ercobaan #ima sam!ai sembi#an .aktu %ang ibutuhkan semakin menurun$ ha# ini karena mungkin kekasaran !ermukaan !a!an berbea antara bagian be#akang %ang jarang igunakan agak kasar seang bagian e!an %ang #ebih sering igunakan menjai #ebih #icin"
>I" KESI&P/0AN Percobaan menentukan koefisien gesekan statis antara !ermukaan ba#ok engan !a!an i!ero#eh hasi# sebesar ($)* an koefisien gesekan kinetikn%a sebesar ($)+," -asi# tersebut suah cuku! sesuai sebab hasi# koefisien gesekan statis #ebih besar ari koefisien gesek kinetik" Namun$ masih aa faktor %ang membuat ni#ai %ang kami a!at kurang akurat %aitu kurang cekatann%a kami a#am mengahitung .aktu menggunakan sto!.atch" 'AFTAR P/STAKA Tim",(("Panuan Praktikum Fisika 'asar I"Suraba%a/ni!ress"/NESA Kamaja%a",((<"Fisika untuk Ke#as CI"BanungGrafino 0A&PIRAN Perhitungan +" µ s
=
m,
," µ s
=
m,
:" µ s
=
m,
)"
µ s
=
m,
;"
µ s
=
m,
*" µ s
=
m,
<" µ s
=
m,
=" µ s
=
m,
m+ m+ m+ m+ m+ m+ m+
= = =
*( +=* <( +A+
=( +* ( ,(+
=
+((
=
++(
=
+,(
=
+:(
,(* ,++ ,+* ,,+
= ($:,, = ($:** = ($)(= = ($))< = ($)=; = ($;,+ = ($;;* = ($;==
m m, , s = , − + + m gt , m + + =( =( ,"+( = − + + , +=+ +=+ =("($; = ($)), − ($++* = ($:,* m, m, , s µ k = m − + + m gt , + +
+" µ k
,"
m+
=
:"
)"
;"
*"
<"
="
=( =( = − + + (,"+; A=("+, ) +=+ +=+ = ($)), − ($(): = ($:AA m, m, , s µ k = , m − + + m + + gt =( =( ,",( = − + + , +=+ +=+ =("+$) = ($)), − ($(,= = ($)+) m, m, , s µ k = m − + + m gt , + + =( =( ,",; = − + + , +=+ +=+ =("+$* = ($)), − ($(,< = ($)+; m, m, , s µ k = , m − + + m + + gt =( =( ,":( = − + + , +=+ +=+ =("+$ = ($)), − ($(,) = ($)+= m, m, , s µ k = , m − + + m + + gt =( =( ,":; = − + + , +=+ +=+ =(",$+ = ($)), − ($(,: = ($)+ m, m, , s µ k = m − + + m gt , + + =( =( ,")( = − + + , +=+ +=+ =(",$; = ($)), − ($(+ = ($),: m, m, , s µ k = , m − + + m + + gt
"
=( =( = − + + (,"); =(", , ) +=+ +=+ = ($)), − ($(:: = ($)( m, m, , s µ k = , m − + + m + + gt =( =( ,";( = − + + , +=+ +=+ =("+$ = ($)), − ($()( = ($)(,
Pertan%aan +" Berikan !enje#asan menga!a secara umum 6sD6k 1 -a# ini isebabkan karena jika ium!amakan seseorang %ang menorong #emari$ a.a# menorong akan #ebih su#it karena koefisien gesekan statis #ebih besar seangkan !aa saat bena te#ah bergerak an mem!un%ai !erce!atan maka akan #ebih muah i orong sebab koefisien gesekan kinetik #ebih keci#" Sehingga ga%a F %ang i!er#ukan !aa a.a# menorong #ebih besar ari !aa saat bergerak" ," Bagaimanakah cara menemukan !ersamaan 7;81 N = w = m+ g F − f k
= ( m+ + m, ) a
F = m, g
= µ k N a = , s , f k
t Ba#ok I F = ma
∑
F − f k
= m+a F − µ k N = m+a F = µ k m+ g + m+ a""""""""""(+) Ba#ok II F = ma
∑
w − F = m, a
m , g − F = m, a F = m, g − m, a"""""""""""""""( ,)
+ m+a = m, g − m, a m, a + m+ a = m, g − µ k m+ g µ k m+ g = m , g − m , a − m+ a m, g − m, a − m+ a µ k = µ k m+ g
m+ g
µ k
=
m, m+
−
( m+ + m, ) a m+ g
m m a − + + , m+ m+ m+ g m, m, , s − + µ k = { + m gt , m + + µ k
=
m,
:" Berikan !enje#asan menga!a ban kenaraan ibuat berbatik an ja#an ibuat kasar1 Ban kenaraan ibuat kasar agar a!at mengurangi ga%a gesekan antara ban kenaraan engan ja#an" Karena semakin kasar !ermukaan suatu bena semakin besar ga%a statis maksimumn%a" )" A!abi#a ba#ok beraa !aa biang miring a!akah !ersamaan 7;8 a!at igunakan1 A!abi#a tiak bagaimanakah %ang sesuai1 Tiak bisa$ karena !aa biang miring ga%a norma#n%a searah engan biang miring$ i!erhitungkan juga suutn%a"
N
f . sin F . cos
N = w = mg N = w cos α N = mg cos α Benda saat akan bergerak
∑ F = (
F − f s ( maks )
=(
F = f s ( maks ) w sin α = f s ( maks ) """"""""""""""(+) f s ( maks )
= µ s N """"""""""""""""( ,)
= w sin α µ s w cos α = w sin α µ s cos α = sin α µ s N
=
sin α
= tan α cos α Benda bergerak µ s
∑ F = ma x
x
mg sin α − µ k N = ma x """""""""" ""(+)
∑ F = ma y
y
N − mg cos α = ma y
=(
N = mg cos α """""""""""""""""""" """""( ,) mg sin α − µ k ( mg cos α ) µ k
= mg sin α − ma x
= ma x
