Tajuk : Daya dan pekali geseran statik Objektif : i.
Untuk mengukur pekali geseran statik antara dua permukaan bahan secara lerengan dan mengukur kecondongan.
ii.
Menentukan daya geseran statik antara permukaan dan objek berdasarkan pekali geseran statik yang diukur.
Teori : Daya geseran merupakan daya yang menentang pergerakan relatif dua permukaan yang bersentuhan. Geseran tidak tergolong dalam kelompok daya asas kerana daya geseran berlaku disebabkan oleh daya elektromagnet antara zarah yang bercas yang membentuk permukaan yang bersentuhan. Geseran statik adalah geseran antara dua objek yang tidak bergerak kepada satu sama lain. Sebagai contoh, geseran statik dapat mencegah sesuatu objek daripada tergelincir ke bawah sesuatu permukaan. Apabila sesuatu objek dalam keadaan pegun, geseran statik, F akan menyeimbangkan daya yang dikenakan, F’
Rajah 1: Geseran statik Pekali geseran statik, dikenali sebagai µ S kebiasaannya adalah lebih tinggi berbanding pekali geseran kinetik, µ K. Pekali geseran statik, µS bergantung kepada sifat dua permukaan bersentuhan dan bebas daripada kawasan permukaan yang bersentuhan. Daya geseran statik bergantung kepada pekali geseran statik bagi dua permukaan sesuatu bahan. Semakin besar pekali geseran antara dua permukaan, semakin besar daya geseran statik yang terhasil. Formula yang digunakan adalah : Daya geseran Statik, =
Fs = Daya geseran statik antara dua pemukaan bahan = Pekali geseran statik antara dua pemukaan bahan
N = Daya Normal
Alatan dan radas :
Pembaris meter
Kaki retort
Bongkah kayu
Batu
Telefon bimbit
Papan kayu satah
Kertas pasir
Alat penimbang.
Prosedur : 1. Tiga objek yang digunakan dalam eksperimen bagi menentukan pekali geseran ini adalah Bongkah kayu, telefon bimbit dan batu. 2. Dengan menggunakan alat penimbang, ketiga-tiga objek tersebut telah ditimbang terlebih dahulu dengan menggunakan alat penimbang bagi mencatatkan jisim bagi objek-objek tersebut.
Permukaan Papan Kayu Satah 1. Bagi permukaan ini, sekeping papan kayu satah telah diletakkan secara melintang pada sebuah permukaan yang rata. 2. Bongkah kayu diletakkan di hujung papan iaitu pada jarak yang telah ditetapkan pada 0.45m daripada hujung papan kayu satah yang berlawanan. 3. Papan kayu satah tersebut kemudiannya telah diangkan dan dicondongkan secara perlahan lahan sehingga objek mula bergerak. 4. Apabila objek mula bergerak, ketinggian papan dengan permukaan dikekalkan dan telah dicatat. 5. Langkah 1 hingga 4 diulang sebanyak tiga kali untuk mengambil bacaan purata bagi setiap ukuran yang dilakukan. 6. Seterusnya, langkah eksperimen 1 hingga 5 diulang dengan menggantikan bongkah kayu dengan objek lain iaitu telefon bimbit dan batu.
7. Apabila semua data telah dikumpul, nilai pekali geseran dan nilai sudut dikira menggunakan formula :
tan θ =
Permukaan Kertas Pasir 1. Bagi permukaan ini, sekeping papan kayu satah telah dibalut dengan kertas pasir dan diletakkan secara melintang pada sebuah permukaan yang rata. 2. Bongkah kayu diletakkan di hujung papan iaitu pada jarak yang telah ditetapkan pada 0.45m daripada hujung papan kayu satah yang berlawanan. 3. Papan kayu satah dengan kertas pasir tersebut kemudiannya telah diangkan dan dicondongkan secara perlahan-lahan sehingga objek mula bergerak. 4. Apabila objek mula bergerak, ketinggian papan dengan permukaan dikekalkan dan telah dicatat.. 5. Langkah 1 hingga 4 diulang sebanyak tiga kali untuk mengambil bacaan purata bagi setiap ukuran yang dilakukan. 6. Seterusnya, langkah eksperimen 1 hingga 5 diulang dengan menggantikan bongkah kayu dengan objek lain iaitu telefon bimbit dan batu. 7. Apabila semua data telah dikumpul, nilai pekali geseran dan nilai sudut dikira menggunakan formula :
tan θ =
Analisis Data : Daya geseran Statik, = Dan, Daya Normal, = cos = cos
Maka, = cos
Daya geseran Statik : Permukaan Papan Kayu Satah i.
Bongkah Kayu = cos
= (0.4)(0.11 kg)(9.8) cos 21.80 = 0.40 ii.
Batu = cos
= (0.6)(0.40 kg)(9.8) cos 30.96 = 2.02 iii.
Telefon Bimbit = cos
= (0.4)(0.17 kg)(9.8) cos 21.80 = 0.62
Permukaan Kertas Pasir i.
Bongkah Kayu = cos
= (1.1)(0.11 kg)(9.8) cos 47.73 = 0.90 ii.
Batu = cos
= (1.3)(0.40 kg)(9.8) cos 52.43 = 3.12
iii.
Telefon Bimbit = cos
= (1.2)(0.17 kg)(9.8) cos 50.19 = 1.28
Kesimpulan : Daya geseran statik dipengaruhi oleh pekali geseran. Semakin tinggi pekali geseran, semakin tinggi daya geseran statik yang terhasil. Maka, semakin sukar untuk sesuatu objek bergerak melalui sesuatu permukaan.
Rujukan Douglas C. Giancoli (2000). Physics for scientists & engineers (3rd ed.). USA. Prentice Hall International, Inc. Peter Yip. 2014. Pre-u stpm text physics. Bangi : Pelangi Sdn.Bhd. Poh Liong Yong, Lee Beng Hin, Jonathan Wong. ( 2007 ). Physics volume 2 ace ahead . Kuala Lumpur : Oxford Fajar Sdn. Bhd. Tan Yin Toon, Loh Wai Leng, Tan On Tin. 2010. Success physics spm. Shah Alam : Oxford fajar Sdn.Bhd.
