inamika Gerak Lurus I
Hukum II Newton
Gerak Pada Bidang Datar
Gaya normal pada bidang datar yang dikenai gaya mendatar yang sejajar terhadap bidang sama dengan berat benda tersebut.....seperti yang terlihat pada rumus di atas gaya normal (N) = massa benda x percepatan grafitasi. Dengan mengetahui gaya normal suatu benda, ita dapat menghitung gaya gesak suatu benda......gaya gesek benda dibagi dibagi menjadi ! "
Gaya gesek statis , yakni gaya gesek saat benda diam#tidak bergerak Gaya gesek kinetis, yakni gaya gesek saat benda bergerak biasanya koefisien gesek statis $ koefisien gesek kinetis.....
Rumus Gaya Gesek sebagai berikut :
%adi saat kita mengerjakan soal! fisika yang berkaitan dengan gaya gesek harus hati!.....jangan langsung berasumsi benda yang dikenai suatu gaya pasti bergerak.....ini salah, bila diketahui koefisien gesek statis lebih baik kita buktikan dahulu...apakah gaya yang dikenakan pada suatu benda membuat benda tersebut bergerak atau tidak & setelah terbukti gaya (') lebih besar dari gaya gesak statis ( f gs) barulah kita cari percepatan benda dengan rumus sebagai berikut "
sekarang apa yang terjadi bila gaya yang dikenakan pada benda tidak sejajar terhadap bidang...tetapi membentuk sudut tertentu....seperti gambar di baah ini "
maka gaya gerak benda bukanlah ' namun penguraian gaya ' ke sumbu mendatar......yang disebut dengan ' gerak..... penguraian gaya ke sumbu ertikal ke atas juga akan mengurangi gaya normal benda karena berlaanan dengn berat benda....yang secara otomatis juga akan mengurangi gaya gesek benda......
saat besarnya 'gerak dan f gesek diketahui dan percepatan benda dapat dicari secara langsung dengan rumus yang tercantum di sebelah kanan ini ...... sekarang apa jadinya bila lantai licin bila lantai licin maka gaya geseknya sangat kecil se!ingga dapat diabaikan atau sama dengan nol "#$ se!ingga dalam rumus percepatan di atas% gaya gesek tidak perlu dicantumkan&&&&
Balok'balok (ang di!ubungkan dengan )ali
untuk menghitung percepatan benda di s amping...kita perlu berasumsi baha semua balok! adalah satu kesatuan, sehingga percepatannya dapat dihitung sebagai berikut " sedangkan tegangan tali diantara balok * dan + ( -) dapat kita cari dengan asumsi balok + dan jadi satu....sehingga untuk mencari tegangan tali tersebut dapat dicari dengan meninjau gaya! yang bekerja pada balok * atau dengan cara lain meninjau gaya! yang bekerja pada gabungan balok + dan dengan asumsi kedua balok menjadi satu.... dalam artikel ini saya hanya mencantumkan satu cara yakni ditinjau dari gabungan balok + dan .
sedangkan, egangan tali antara balok ( !) dapat dicari dengan meninjau gaya! yang bekerja pada balok ....
*encari +ecepatan *aksimal )ruk agar Balok yang Dibawanya )idak bergeser ke Belakang&&&&
bila ada sebuah truk bererak ke kanan maka muatan yang dibaa truk akan medapat gaya tang berlaanan dengan arah gerak truk...yakni ke kiri....agar gaya tersebut tidak menyebabkan muatan bergeser ke kiri maka gaya yang bekerja tidak boleh melebihi gaya gesek maksimum....seperti rumus di atas....dan percepatan maksimal truk pun dapat dicari......
,oal yang Berkaitan dengan Balok- yang ditumpuk&&&&&& salah satunya sebagai berikut "
gaya yang menyebabkan benda * bergerak adalah gaya tarik (') sedangkan yang menghambat adalah gaya gesek benda + pada * (f +) dan gaya gesek gabungan benda * dan + (f *+) pada lantai....... sedangkan tegangan tali () dapat dicari dengan meninjau balok + saja..... ditinjau dari balok +, balok + bergerak ke kiri (karena tempat + berpijak bergerak ke kanan.....) dan tegangannya dapat dihitung dengan rumus yang tercantum di atas. bentuk! dinamika gerak lurus yang lain akan saya ulas pada artikel saya selanjutnya.....
D/N*0/* G12* 34245 6ada modul ! kita telah membahas gerak benda yang dinyatakan dalam kecepatan dan percepatan (tanpa memperhatikan penyebab terjadinya gerak tersebut). 5ekarang yang menjadi pertanyaan, mengapa benda7benda dapat bergerak& *pa yang membuat benda yang pada mulanya diam mulai bergerak& *pa yang mempercepat atau memperlambat benda& ita
dapat menjaab setiap pertanyaan tersebut dengan mengatakan baha untuk melakukan itu semua diperlukan sebuah gaya. 6ada modul ini, kalian akan menyelidiki hubungan antara gaya dan gerak. 5ebelum kalian mempelajari tentang dinamika ini, pertama kita akan membahas konsep gaya secara kualitatif. *. 6engertian Gaya Gaya adalah suatu tarikan atau dorongan yang dapat menimbulkan perubahan gerak. Dengan demikian jika benda ditarik#didorong maka pada benda bekerja gaya dan keadaan gerak benda dapat berubah. Gaya adalah penyebab gerak. Gaya termasuk besaran ektor, karena gaya mempunyai besar dan arahnya. etika seseorang mendorong mobil yang mogok, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.-, orang tersebut memberikan gaya pada mobil itu. 6ada olah raga bulu tangkis, sebuah gaya diberikan atlet pada bola sehingga menyebabkan bola berubah arah gerak. etika sebuah mesin mengangkat lift, atau martil memukul paku, atau angin meniup daun7 daun pada sebuah pohon, berarti sebuah gaya sedang diberikan. ita katakan baha sebuah benda jatuh karena gaya graitasi. %adi, gaya dapat menyebabkan perubahan pada benda, yaitu perubahan bentuk, sifat gerak benda, kecepatan, dan arah gerak benda. Di sisi lain, gaya tidak selalu menyebabkan gerak. 5ebagai contoh, jika kalian mendorong tembok dengan sekuat tenaga, tetapi tembok tetap tidak bergerak. 5ebuah gaya memiliki nilai dan arah, sehingga merupakan ektor yang mengikuti aturan7aturan penjumlahan ektor yang telah dibahas pada pada bab -. 4ntuk mengukur besar atau kekuatan gaya, dapat dilakukan dengan menggunakan neraca pegas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.!. +. %enis7%enis Gaya Gaya merupakan dorongan atau tarikan yang akan mempercepat atau memperlambat gerak suatu benda. 6ada kehidupan sehari7hari gaya yang *nda kenal biasanya adalah gaya langsung. *rtinya, sesuatu yang memberi gaya berhubungan langsung dengan yang dikenai gaya. 5elain gaya langsung, juga ada gaya tak langsung. Gaya tak langsung merupakan gaya yang bekerja di antara dua benda tetapi kedua benda tersebut tidak bersentuhan. ontoh gaya tak langsung adalah gaya graitasi. 6ada subbab ini *nda akan mempelajari beberapa jenis gaya, antara lain, gaya berat, gaya normal, dan gaya gesekan. -. Gaya +erat 6ada kehidupan sehari7hari, banyak orang yang salah mengartikan antara massa dengan berat. 0isalnya, orang mengatakan 9Doni memiliki berat :; kg<. 6ernyataan orang tersebut keliru karena sebenarnya yang dikatakan orang tersebut adalah massa Doni. *nda harus dapat membedakan antara massa dan berat. 0assa merupakan ukuran banyaknya materi yang dikandung oleh suatu benda. 0assa (m) suatu benda besarnya selalu tetap dimanapun benda tersebut berada, satuannya kg. +erat
merupakan gaya graitasi bumi yang bekerja pada
suatu benda. 5atuan berat adalah Neton (N). ubungan antara massa dan berat dijelaskan dalam hukum // Neton. 0isalnya, sebuah benda yang bermassa m dilepaskan dari ketinggian tertentu, maka benda tersebut akan jatuh ke bumi. %ika gaya hambatan udara diabaikan, maka gaya yang bekerja pada benda tersebut hanyalah gaya graitasi (gaya berat benda). +enda tersebut akan mengalami gerak jatuh bebas dengan percepatan ke baah sama dengan percepatan graitasi. %adi, gaya berat
yang dialami benda besarnya sama
dengan perkalian antara massa (m) benda tersebut dengan percepatan graitasi (g) di tempat itu. 5ecara matematis dapat ditulis sebagai berikut. eterangan " " gaya berat (N) m " massa benda (kg) g " percepatan graitasi (ms7!) !. Gaya Normal *nda ketahui baha benda yang dilepaskan pada ketinggian tertentu akan jatuh bebas. +agaimana jika benda tersebut di letakkan di atas meja, buku misalnya& 0engapa buku tersebut tidak jatuh& Gaya apa yang menahan buku tidak jatuh& Gaya yang menahan buku agar tidak jatuh adalah gaya tekan meja pada buku. Gaya ini ada karena permukaan buku bersentuhan dengan permukaan meja dan sering disebut gaya normal. Gaya normal (N) adalah gaya yang bekerja pada bidang yang bersentuhan antara dua permukaan benda, yang arahnya selalu tegak lurus dengan bidang sentuh. %adi, pada buku terdapat dua gaya yang bekerja, yaitu gaya normal (N) yang berasal dari meja dan gaya berat
. edua gaya
tersebut besarnya sama tetapi berlaanan arah, sehingga membentuk keseimbangan pada buku. /ngat, gaya normal selalu tegak lurus arahnya dengan bidang sentuh. %ika bidang sentuh antara dua benda adalah hori>ontal, maka arah gaya normalnya adalah ertikal. %ika bidang sentuhnya ertikal, maka arah gaya normalnya adalah hori>ontal. %ika bidang sentuhya miring, maka gaya normalnya juga akan miring. 6erhatikan Gambar 8.:. ?. Gaya Gesekan %ika *nda mendorong sebuah almari besar dengan gaya kecil, maka almari tersebut dapat dipastikan tidak akan bergerak (bergeser). %ika *nda mengelindingkan sebuah bola di lapangan rumput, maka setelah menempuh jarak tertentu bola tersebut pasti berhenti. 0engapa hal7hal tersebut dapat terjadi& *pa yang menyebabkan almari sulit di gerakkan dan bola berhenti setelah menempuh jarak tertentu& Gaya yang melaan gaya yang *nda berikan ke almari atau gaya yang menghentikan gerak bola adalah gaya gesek. Gaya gesek adalah gaya yang bekerja antara dua permukaan benda yang saling bersentuhan. *rah gaya gesek berlaanan arah dengan kecenderungan arah gerak benda. 4ntuk benda yang bergerak di udara, gaya geseknya bergantung pada luas permukaan benda yang bersentuhan dengan udara. 0akin besar luas bidang sentuh, makin besar gaya gesek udara pada benda tersebut sedangkan untuk benda padat yang bergerak di atas benda padat, gaya geseknya tidak
tergantung luas bidang sentuhnya. Gaya gesekan dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gaya gesekan statis dan gaya gesekan kinetis. Gaya gesek statis (fs) adalah gaya gesek yang bekerja pada benda selama benda tersebut masih diam. 0enurut hukum / Neton, selama benda masih diam berarti resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. %adi, selama benda masih diam gaya gesek statis selalu sama dengan yang bekerja pada benda tersebut. 5ecara matematis dapat ditulis sebagai berikut. eterangan" fs " gaya gesekan statis maksimum (N) s" koefisien gesekan statisµ Gaya gesek kinetis (fk) adalah gaya gesek yang bekerja pada saat benda dalam keadaan bergerak. Gaya ini termasuk gaya dissipatif, yaitu gaya dengan usaha yang dilakukan akan berubah menjadi kalor. 6erbandingan antara gaya gesekan kinetis dengan gaya normal disebut koefisien gaya gesekan kinetis (ms). 5ecara matematis dapat di tulis sebagai berikut. eterangan" fk " gaya gesekan kinetis (N) k" koefisien gesekan kinetis µ . ukum7ukum Neton Dalam modul ini, *nda akan mempelajari hukum gerak Neton secara berurutan. ukum pertama, memperkenalkan konsep kelembaman yang telah diusulkan sebelumnya oleh Galileo. ukum kedua, menghubungkan percepatan dengan penyebab percepatan, yakni gaya. ukum ketiga, merupakan hukum mengenai aksi7reaksi. Neton menuliskan ketiga hukum geraknya dalam sebuah buku yang terpenting sepanjang sejarah, yakni 6hilosophiae Naturalis 6rincipia 0athematica, yang dikenal sebagai principia. -. ukum / Neton 6ada prinsipnya, benda yang diam akan tetap diam sebelum ada gaya yang menarik atau mendorongnya sehingga dapat bergerak. Demikian juga pada benda yang sedang bergerak dengan kecepatan konstan akan tetap bergerak dengan kecepatan konstan dan akan dapat berhenti jika ada gaya yang melaan gerak tersebut. eadaan ini disimpulkan oleh Neton sebagai berikut. 9 %ika resultan gaya pada suatu benda sama dengan nol, maka benda yang diam akan tetap diam dan benda yang bergerak akan tetap bergerak dengan kecepatan tetap< 6ernyataan di atas dikenal sebagai ukum 6ertama Neton. ecenderungan benda mempertahankan keadaannya, yaitu diam atau bergerak dengan kelajuan konstan dalam garis lurus, disebut kelembaman atau inersia. @leh karena itu, ukum 6ertama Neton disebut juga sebagai hukum elembaman. 5ecara matematis dapat dituliskan sebagai berikut.
4kuran kuantitas kelembaman suatu benda adalah massa. 5etiap benda memiliki tingkat kelembaman yang berbeda7beda. 0akin besar massa suatu benda, makin besar kelembamannya. 5aat mengendarai sepeda motor *nda bisa langsung memperoleh kelajuan besar dalam aktu singkat. Namun, saat *nda naik kereta, tentu memerlukan aktu yang lebih lama untuk mencapai kelajuan yang besar. al itu terjadi karena kereta api memiliki massa yang jauh lebih besar daripada massa sepeda motor. !. ukum // Neton ukum / Neton hanya membahas benda yang tidak dikenai gaya dari luar, artinya benda tidak mengalami percepatan. +agaimana jika suatu benda mendapat gaya dari luar atau pada benda tersebut bekerja beberapa gaya yang resultannya tidak sama dengan nol& 6ada kondisi ini benda mengalami perubahan percepatan. 0isalkan *nda mendorong sebuah kotak di atas lantai licin (gaya gesek diabaikan) dengan gaya ', ternyata dihasilkan percepatan sebesar a. 5aat gaya dorong terhadap kotak *nda perbesar menjadi dua kali semula (!'), ternyata percepatan yang dihasilkan juga dua kali semula (!a). etika gaya dorong *nda tingkatkan menjadi tiga kali semula (?'), ternyata percepatan yang dihasilkan juga menjadi tiga kali semula (?a). %adi, dapat disimpulkan baha percepatan berbanding lurus dengan besarnya resultan ga ya yang bekerja pada suatu benda (a A f). 5ekarang, taruhlah sebuah kotak (dengan massa sama) di atas kotak yang tadi *nda dorong (massa kotak menjadi ! kali semula (!m)). ernyata dengan gaya ' dihasilkan percepatan yang besarnya setengah percepatan semula (-#! a). emudian tambahkan lagi sebuah kotak (dengan massa sama) di atas kotak yang tadi *nda dorong (massa menjadi ? kali semula). ernyata dengan gaya ' dihasilkan percepatan yang besarnya sepertiga percepatan semula (-#? a). %adi, dapat disimpulkan baha percepatan berbanding terbalik dengan massa benda (a A -#m). +erdasarkan dua kesimpulan tersebut Neton menggabungkannya menjadi sebuah pernyataan, yang dikenal dengan hukum // Neton, yaitu 96ercepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada suatu benda berbanding lurus dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda<. 5ecara matematis dapat dituliskan sebagai berikut. eterangan" a '
"
" resultan
percepatan gaya
yang
benda bekerja
pada
(ms7!) benda
(N) Σ
m " massa benda (kg) erjakanlah sebagai latihanB -. 5ebuah bola bermassa C,; kg ditedang oleh sebuah gaya sehingga bergerak dengan percepatan ! m#s!. entukan besar gaya yang bekerja pada bola tersebutB !. 5ebuah kertas kardus dengan massa C,? kg ditendang dengan gaya -C N oleh seseorang. entukan percepatan yang dialami oleh kardus tersebutB
?. 5ebuah benda ditendang dengan gaya !C N sehingga bergerak dengan percepatan 8 m#s!. entukan massa benda tersebutB ?. ukum /// Neton Gaya selalu muncul berpasangan. etika *nda memukul pasak kayu menggunakan palu, pasak akan memberikan gaya kepada palu. Demikian pula, ketika *nda berjalan di atas lantai, *nda memberikan gaya pada lantai melalui telapak kaki atau alas sepatu *nda maka lantaipun memberikan gaya pada telapak kaki atau alas sepatu *nda sebagai reaksi terhadap gaya yang *nda berikan. Dengan kata lain, ketika suatu benda memberikan gaya pada benda lainnya, benda kedua akan memberikan gaya yang sama dan berlaanan arah pada benda pertama. 6ernyataan di atas dikenal sebagai ukum etiga Neton. 5ifat pasangan gaya aksi7reaksi besarnya selalu sama, segaris, saling berlaanan arah, dan bekerja pada benda yang berbeda. 5ecara matematis hukum /// Neton dapat di tulis sebagai berikut. ontoh lain yang menunjukkan gaya aksi reaksi adalah ketika *nda berjalan di atas lantai. 5aat berjalan, kaki *nda menekan lantai ke belakang (aks i). 5ebagai reaksi, lantai mendorong telapak kaki *nda ke depan sehingga *nda dapat berjalan. 6ernahkah *nda memperhatikan tank yang sedang menembak& 6ada saat menembakkan peluru, tank mendorong peluru ke depan (aksi). 5ebagai reaksi, peluru mendorong tank ke belakang sehingga tank terdorong ke belakang. Gaya aksi7reaksi inilah yang menyebabkan tank terlihat tersentak ke belakang sesaat setelah memuntahkan peluru. . 6enerapan ukum Neton 6ada kehidupan sehari7hari *nda pasti dapat menemui contoh penerapan hukum7hukum Neton. Dalam subbab ini *nda akan membahas beberapa contoh penerapan hukum7hukum Neton. 0isalnya pada gerak lurus, gerak ertikal, dan gerak melingkar beraturan. 4ntuk menyelesaikan permasalahan yang menggunakan hukum / dan // Neton pada suatu benda, ada beberapa catatan. 6ertama, gambarlah diagram secara terpisah yang menggambarkan semua gaya yang bekerja pada benda tersebut (gambar diagram bebas). edua, gaya yang searah dengan perpindahan benda dianggap positif, sedangkan gaya yang berlaanan arah dengan perpindahan benda dianggap negatif. -. Gerak +enda pada +idang Datar !. Gerak Dua +enda yang +ersentuhan ?. Gerak +enda pada +idang 0iring 8. Gerak +enda yang Dihubungkan dengan atrol ;. Gaya ekan aki pada 3antai 3ift
PR.+)I+/* L.B0L.)0RI/* 1I,I+. 2
L.P0R.N PR.+)I+/* L.B0L.)0RI/* 1I,I+. 2
2& Nama Percobaan
" 01NG42*/*N 51+4* G**
-& )ujuan Percobaan
"
5etelah menyelesaikan percobaan ini sisa diharapkan dapat menguraikan sebuah gaya menjadi dua komponen pada dua sumbu koordinat seti mbang.
3& .lat'alat Percobaan "
-) !) ?) 8) ;) :) E) F)
6apan 6ercobaan +usur Derajat +enda incin 6asak 6enumpu Neraca 6egas +eban +ercelah dan penggantung beban 6uli ali Nilon
" - buah " - buah " - buah " ! buah " - buah " ! buah " ! buah
4& Landasan )eori
Gaya adalah suatu pengaruh pada sebuah benda yang menyebabkan benda mengubah kecepatannya, artinya dipercepat. *rah gaya adalah arah percepatan yang disebabkannya jika gaya itu adalah satu7satunya gaya bekerja pada benda tersebut. +esarnya gaya adalah hasil kali massa benda dan besarnya percepatan yang dihasilkan gaya. 5ecara eksperimen telah ditemukan baha jika dua atau lebih gaya bekerja pada benda yang sama, percepatan benda adalah sama seperti jika benda dikenai gaya tunggal yang sama dengan penjumlahan ektor gaya7gaya itu sendiri. *rtinya, gaya7gaya dijumlahkan sebagai ektor7ektor.(6aul ipler, -F" -) +ila sebuah benda yang dalam kesetimbangan digeser sedikit, maka besar, arah serat garis kerja gaya7gaya yang bekerja terhadapnya bisa berubah semuanya. +ila gaya7gaya pada benda yang sudah tergeser ini demikian rupa sehingga mengembalikan benda ke posisinya semula, kesetimbangan itu disebut stabil . +ila kerja gaya7gaya itu demikian rupa sehingga menambah pergeseran, kesetimbangan benda itu disebut
tak stabil .
+ila benda masih tetap
setimbang dalam keadaan tergeser tadi, kesetmbangannya disebut
netral . *pakah
suatu benda
keadaan setimbang stabil, tak stabil ataupun netrak hanya dapat diketahui dengan meninjau keadaan bila benda sedikit tergeser dari keadaan setimbang asal (5ears Heman>ky, -F!" !8) ukum - " sebuah benda terus berada pada keadaan aalnya yang diam atau bergerak dengan kecepatan konstan kecuali benda itu dipengaruhi oleh gaya yang tak setimbang, atau gaya luar neto. (6aul ipler, -F" -) ukum ! " percepatan sebuah benda berbanding terbalik dengan massanya dan sebanding dengan luar neto yang bekerja padanya . (6aul ipler, -F" -) ukum ? " gaya7gaya selalu terjadi berpasangan. %ika benda *, mengerjakan sebuah gaya pada benda +, gaya pada benda +, gaya yang sama besar dan berlaanan arah dikerjakan oleh benda + pada benda *. (6aul ipler, -F" -)
5ebuah kerangka acuan dimana hukum7hukum Neton berlaku dinamakan kerangka acuan inersia. 5etiap kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan konstan relatif terhadap kerangka acuan inersia merupakan sebuah kerangka acuan inersia juga. 5ebuah kerangka acuan yang dipercepat relatif terhadap kerangka inersia bukan kerangka acuan inersia. 5ebuah kerangka acuan yang diikatkan ke bumi hampir berprilaku sebagai kerangka acuan inersia. (6aul ipler, -F" -) 0etode pemecahan persoalan umum untuk memecahkan soal dengan menggunakan hukum7hukum Neton mencakup langkah7langkah berikut ini " -. Gambarkan diagram dengan rapi. !. /solasi benda (partikel) yang ditanyakan dan gambarlah diagram benda bebas, yang menunjukkan tiap gaya eksternal yang bekerja pada benda. Gambarlah diagram benda bebas terpisah untuk tiap benda yang ditanyakan. ?. 6ilihlah sistem koordinat yang mudah untuk tiap benda dan terapkan hukum kedua Neton dalam bentuk komponen. 8. 6ecahkan persamaan yang dihasilkan untuk besaran yang tak diketahui dengan menggunakan informasi tambahan yang dapat diperoleh. (6aul ipler, -F" -) +erat suatu benda adalah gaya yang bekerja pada benda yang disebabkan oleh tarikan bumi. +enda dipercepat ke bumi dengan percepatan ,F- m#s !. 6ada tiap titik di ruang, percepatan ini sama untuk semua benda, tak bergantung pada massanya. ita namakan nilai percepatan ini g, dengan menggunakan a=g. arena g adalah sama untuk semua benda disuatu titik, kita dapat menyimpulkan baha berat benda sebandiung dengan massanya.
Iektor g adalah gaya persatuan massa yang dilakukan bumi untuk setiap benda dan dinamakan medan graitasi bumi. (Douglas Giancoli , !CC-" FC) %ika sebuah balok ditempatkan pada bidang miring kasar, maka pada balok akan bekerja gaya gesekan yang arahnya berlaanan dengan arah gerak balok. Dari ilustrasi pada gambar di atas, terlihat komponen gaya yang menyebabkan benda bergerak (mg sin J) dan komponen gaya gesekan yang menghambat gerakan benda ('g). Dalam hal ini terdapat dua macam kondisi, yaitu" dan komponen gaya gesekan yang menghambat gerakan benda ('g). Dalam hal ini terdapat dua macam kondisi, yaitu" dan komponen gaya gesekan yang menghambat gerakan benda ('g). Dalam hal ini terdapat dua macam kondisi, yaitu" 0enurut ukum // Neton percepatan ditimbulkan oleh resultan gaya yang bekerja dan searah dengan arah geraknya. 0aka dari gambar di atas diperoleh " K' = m g 5in J mg 5in J merupakan komponen gaya berat pada bidang miring, yang membuat benda mengalami percepatan. 6ercepatan benda sepanjang bidang miring adalah" ma = m g 5in J atau a = g 5in J g = percepatan graitasi J = sudut kemiringan bidang (http"##id.ikipedia.org##index.php&title=GayaL(fisika)Moldid=;:;?F:). 2& Prosedur Percobaan ;.- 6ersiapan 6ercobaan 2angkai alat percobaan seperti terlihat pada gambar -. 5elama percobaan, anda akan mengatur dynamometer dan atau pulisedemikian rupa sehingga bagian tali yang merentang diantara puli atau ( katrol ) dan benda cincin ada pada kedudukan hori>ontal, dan benda cincin berpusat pada diperoleh beberapa konfigurasi gaya yang bekerja pada benda cincin di dekat titik pusat busur derajat. ( untuk mengatur sistem dalam posisi hori>ontal atau ertical, anda barangkali menggunakan bidang miring). 6ada keadaan tertentu, anda perlu menghilangkan efek gesekan pada sistem dengan cara mengetuk papan percobaan beberapa kali, atau menarik salah satu beban dan kemudian dilepaskan. %ika posisi beberapa alat berubah, atur lagi sedemikian rupa sehingga kembali kekeadaan aal. Gaya 'x yang bekerja pada benda cincin pada gambar dapat dibaca pada dynamometerO gaya ' y adalah gaya yang bekerja pada benda cincin oleh beban m -O gaya ' adalah gaya yang diberikan oleh beban m !. etiga gaya tersebut dalam keadaan setimbang, dan resultan gaya ' x dan 'y setimbang dengan gaya '.
;.! 3angkah 6ercobaan -) 6asang beberapa beban pada penggantung beban sesuai kebutuhan sehingga anda dapat membaca besar gaya pada neraca pegas dengan mudah (yaitu dengan akurasi cukup baik sedemikian rupa sehingga anda dapat membaca neraca pegas dengan minimum ! angka penting). 6ertahankan posisi tali pada pada neraca pegas dalam posisi hori>ontal dan benda cincin dititik pusat busur derajat. !) ilangkan pengaruh gesekan dengan mengetuk papan percobaan# dengan menarik salah satu beban dan kemudian dilepaskan. %ika kedudukan hori>ontal tali seperti yang dimaksud diatas berubah, atur lagi peralatan sehingga kedudukan seperti itu lagi (yaitu bagian tali yang berasal dari dinamometer ke benda cincin arahnya hori>ontal). ?) +aca nilai 'x pada neraca pegas. Nilai ini adalah sesungguhnya adalah negatif komponen x gaya penyeimbang '. atat hasil yang didapatkan pada tabel -. 8) itung nilai ' menggunakan persamaan ' = m !.g, dengan m ! adalah massa beban yang tergantung pada puli7!. Gunakan g= ,F m#detik ! . atat hasil yang didapat pada tabel -. ;) 4kur sudut J antara gaya ' dan garis hori>ontal yang meleati busur derajat. atat hasil yang didapatkan pada tabel -. :) 4langi langkah percobaan - sampai ; menggunakan kombinasi beban yang berbeda7beda untuk minimal ! data. atat hasilnya yang didapat pada tabel -. 2& Hasil Pengamatan No
! ? 8 ;
'x! (N)
7'y (N)
'y! (N)
' (N)
C,;
C,!;
C,FF
C,EE
C,EF
EC
C,?;
C,?:
C,EF
C,:-
C
--C
C,F
C,:8
C,FF
--C
-;C
-,:
!,;:
8C
:C
C,-
C,C8
0(gr)
0! (gr)
C
FC
FC
7'x (N)
J o
' cos
' sin J (N)
:C
C,:E
-,CC
!; P
C,8E
:C
C,!?;
C,8C
C,F;
!; P
C,EE
-,CE
:C
C,;?
C,!
-,-F
,C? P
-,CE
-,-:
-,8E
:C
C,E?
-,!:
-,!
!:,; P
C,?
C,-;
C,;F
:C
C,!
C,;
C,8?
?- P
2$ .nalisa Data -) 0enggunakan data yang didapatkan. 3engkapi abel - data hasil perhitungan. a) m- = C gr = C,C kg m! = FC gr = C,CF kg 'x = C,; N , ' x! = C,!; N 'y = m- x g = C,C x ,F = C,FF! , ' y! = C,EEE ' = m! x g = C,CF x ,F = C,EF8 J = :CQ ' cos J = C,EF8 cos :C = C,EF8 x C,; = C,?! ' sin J = C,EF; sin :C = C,EF8 x C,F: = C,:E
a)
m- = FC gr = C,CF kg m! = EC gr = C,CE kg 'x = C,?; N , ' x! = C,-!!; N
P Galat
J(N) C,?!
'y = m- x g = C,CF x ,F = C,EF8 , ' y! = C,:-8 ' = m! x g = C,CE x ,F = C,8E J = :CQ ' cos J = C,8E cos :C = C,8E x C,; = C,!?; ' sin J = C,8E sin :C = C,8E x C,F: = C,8C b)
m- = C gr = C,C kg m! = --C gr = C,-- kg 'x = C,F N , ' x! = C,:8 N 'y = m- x g = C,C x ,F = C,FF! , ' y! = C,EE ' = m! x g = C,-- x ,F = -,CEF J = :CQ ' cos J = -,CEF cos :C = -,CEF x C,; = C,;? ' sin J = -,CEF sin :C = -,CEF x C,F: = C,!
c)
m- = --C gr = C,-- kg m! = -;C gr = C,-; kg 'x = -,: N , ' x! = !,;: N 'y = m- x g = C,-- x ,F = -,CEF , ' y! = -,-: ' = m! x g = C,-; x ,F = -,8E J = :CQ ' cos J = -,8E cos :C = -,8E x C,; = C,E?; ' sin J = -,8E sin :C = -,8E x C,F: = -,!:
d)
m- = 8C gr = C,C8 kg m! = :C gr = C,C: kg 'x = C,! N , ' x! = C,C8 N 'y = m- x g = C,C8 x ,F = C,?! , ' y! = C,-; ' = m! x g = C,C: x ,F = C,;FF J = :CQ ' cos J = C,;FF cos :C = C,;FF x C,; = C,!F ' sin J = C,;FF sin :C = C,;FF x C,F: = C,;C
-) +andingkan nila7nilai ' dengan nilai7nilai dengan menghitung perbedaan persentasenya, yaitu menggunakan persamaan "
a)
m- = C gr = C,C kg m! = FC gr = C,CF kg
b)
m- = FC gr = C,CF kg m! = EC gr = C,CE kg
c)
m- = C gr = C,C kg
m! = --C gr = C,-- kg
d)
m- = --C gr = C,-- kg m! = -;C gr = C,-; kg
e)
m- = 8C gr = C,C8 kg m! = :C gr = C,C: kg
2$
Pemba!asan +erdasarkan pada hasil7hasil perhitungan diatas, menurut pendapat kami, berdasarkan
perbedaan antara
dengan ', yaitu lebih besarkah perbedaannya dari -CP &
atau memiliki nilai yang tidak jauh berbedakah dan ', yaitu lebih kecil daripada -CP kah perbedaan itu& %aab " Dari hasil pengamatan yang kami lakukan didapat hanya satu data ( m - = C gr dan m! = --C gr dengan P galat = ,C? P) yang diperoleh nilai antara dengan ', yaitu lebih kecil dari -C P . Dan keempat data lainnya antara dengan ', yaitu lebih besar perbedaannya dari -CP adalah !;,C P, !;,CFP, !:,FP dan ?-P. al ini bisa terjadi karena beberapa hal yaitu " -. esalahan sistematis. esalahan ini berkaitan dengan alat ukur. 6ada percobaan yang dilakukan diketahui baha pengantung beban yang diikat dengan nilon pada busur derajat tidak tepat berada ditengah busur derajat karena ikatan nilonnya berubah7ubah tempatnya, sehingga melilit pada busur derajat. !. esalahan acak. esalahan ini berkaitan dengan faktor lingkungan, cuaca, serta udara sekitarnya yang bisa mengakibatkan kesalahan, misalnya faktor angin yang dapat mengubah kesetimbangan penggantung beban. ?. esalahan pengamatan. esalahan ini berkaitan dengan pengamatan dari setiap manusia kadang berbeda7beda cara pandangannya. 0aka dalam pengamatan pembacaan neraca pegas si pengamatan harus berada tegak lurus dengan neraca pegas.
-$
+esimpulan +erdasarkan hasil yang didapat diatas, dapat dikatakan baha gaya ' dapat diuraikan ke
bentuk ' cos J sepanjang sumbu x dan ' sin J sepanjang sumbu7y. *gar kita dapat menggunakan syarat7syarat kesetimbangan untuk menghitung suatu gaya yang belum diketahui, maka kita tinjau dulu sesuatu benda yang dalam keadaan setimbang, dimana
bekerja gaya yang akan dihitung seperti beban m - tergantung. Disini gaya tegangan dalam tali nilon ertikal ( ' sin J) pada mana balok tergantung sama besarnya dengan berat balok. ali nilon yang serong tidak melakukan gaya pada beban m ! tetapi pada pusat busur derajat ( ' cos J). @leh karena itu pusat busur derajat dianggap sebagai suatu benda kecil dalam keadaan setimbang yang beratnya dapat diabaikan. 3$
Da5tar Pustaka Giancoli, Dauglas . !CC-. Fisika Dasar . %akarta" 1rlangga. ipler.*.6aul. -F. Fisika Untuk Sains Dan Teknik . %akarta " 1rlangga. Hemansky.5ears. -F!. Fisika Untuk Universitas 1. +andung " +inacipta
