Koefisien Gesek
Landasan Teori :
Koefisien gesek ( µ ) dapat didefinisikan sebagai perbandingan antara gaya gesek ( F ) dengan gaya normal ( N ), dapat dirumuskan sebagai berikut : F µ = N Kete Keteran ranga gann : µ : koefi koefisi sien en gesek gesek F : gaya gesekan N : gaya normal
Tujuan Percobaan :
Menentukan koefisien gesekan antara dua permukaan.
Alat dan Bahan : •
Papan kayu
•
Balok kayu
•
Batu timbangan + kepingan logam + beras
•
Benang
•
Cawan
•
Alat pengukur sudut
•
Siku – siku
Pelaksanaan Percobaan :
a. Pada Pada bidan bidangg data datarr / hori horizo zont ntal al
Dalam keadaan setimbang dan bergerak ( labil ) dapat dilihat pada gambar berikut ini : N t f
B1
t papan
B2
Keterangan gambar : B1
: gaya gaya berat berat balok balok ( b ) x gravitasi = berat balok balok x gravitasi
N
: gaya normal
F
: gaya tarik akibat adanya B2
B2
: beban pemberat ( gaya berat B2 )
t
: tali
f
: gaya gesek
p
: papan
g
: gravitasi bumi
cara : •
Timbang balok b dengan massa x, sehingga sehingga gaya berat B1 = x . g
•
Letakkan papan ( p ) horizontal ( lihat gambar )
•
Tambahkan secara perlahan – lahan beban pada cawan ( B 2 ), sehingga suatu saat akan bergerak dimana dalam hal ini ini f = F ( berat beban + cawan = B2 ) sehingga :
F µ =
B2 atau
N
B1
b. b. Pada Pada bid bidan angg mir mirin ingg Keadaan seperti bidang datar ( A ) tetapi pada bidang miring ini papan dibuat miring seperti pada gambar :
t N
p B
t
1
B2
Sin f
B Cos
Keterangan gambar : B1
: gaya berat berat balok ( B ) x gravitasi = berat balok x gravitasi
N
: gaya normal
F
: gaya tarik akibat adanya B2
t
: tali
f
: gaya gesek
p g
: papan : gravitasi
cara : •
Angkat balok perlahan – lahan hingga balok B 1 bergerak ke bawah
•
Catat berapa sudut yang di bentuk oleh papan pada saat balok bergerak Dapat di hitung dengan cara :
µ . N = M . g . Sin α
M . g . Sin α µ = M . g . Cos α
Sin α = Cos α
Jadi µ = tg α Hasil Percobaan :
Dari percobaan yang dilakukan maka diperoleh data seperti pada tabel berikut : Data Hasil Percobaan Bidang Datar Bal Balok ( massa )
Perco Percob baan
I (62,45)
I II III IV I II III IV I II III IV I II III
II (82,3)
III (77,0)
IV (52,3)
Massa beras + cawan
25 30.6 36.9 42.6 30.8 32.5 30.4 42.1 32.5 36.2 39.4 42.7 21.4 22.5 30.2
Ket. : Satuan dalam gram ( gr )
Data Hasil Percobaan Bidang Miring Posi Posisi si Bend enda I II III IV
Sudut ⁰ ⁰ 30⁰ 25⁰ 24 20
Pengolahan Data :
Berdasarkan table hasil percobaan diatas maka dapat dihitung koefisien gesek dengan persamaan : a. Bidang Datar B2 µ =
25 =
B1
= 0.40 62.45
b. b. Bida Bidang ng Mir Mirin ingg µ = tg α = tg 30o = 0.58
Dengan menggunakan rumus diatas maka dapat dihitung koefisien gesek pada kedua bidang seperti pada table hasil pengolahan data berikut :
Hasil Pengolahan Data Bidang Datar
Bal Balok ( massa assa )
Perco Percob baan
Massa beras + cawan
I (62,45)
I II III IV I II III IV I II III IV I II III IV
25 30.6 36.9 42.6 30.8 32.5 30.4 42.1 32.5 36.2 39.4 42.7 21.4 22.5 30.2 35.1
II (82,3)
III (77,0)
IV (52,3)
Total
Hasil Pengolahan Data Bidang Miring
Koefisie gesek
0.40 0.49 0.59 0.68 0.37 0.39 0.37 0.51 0.45 0.47 0.53 0.55 0.41 0.43 0.58 0.67
Posi Posisi si Ben Benda
I II III IV
Sudut ⁰ ⁰ 30⁰ 25⁰ 24 20
Koefisie gesek 0.58 0.47 0.45 0.36
Dengan tabel hasil pengolahan data diatas maka dapat dihitung nilai koefisien gesek ( µ ) ratarata pada bidang datar dan bidang miring percobaan diatas dengan persamaan : n ∑ µi bidang datar i=1 µ rata-rata bidang datar =
7,89 =
= 0,49
n
16
n ∑ µi bidang miring i=1 µ rata-rata bidang miring =
1,86 =
n
= 0,47 4
Setelah diketahui µ rata-rata pada bidang datar dan bidang miring, maka dapat di hitung nilai deviasi atau penyimpangan nilai terukur dengan µ rata-rata menggunakan rumus : ∆ µ rata-rata = µ bidang datar/miring datar/miring - µ rata-rata a. Pada Pada bida bidang ng data datar r ∆ µ rata-rata = µ bidang datar - µ rata-rata = 0,40 - 0,49
= 0,09 b. b. Pada Pada bid bidan angg mir mirin ingg ∆ µ rata-rata = µ bidang miring - µ rata-rata = 0,47 - 0,58 = 0,11 Dengan menggunakan cara perhitungan diatas maka akan di peroleh hasil seperti pada table berikut :
Tabel Deviasi/Penyimpangan nilai Bidang Datar
µ bidang datar
∆µ rata rata
0.4 0.49 0.59 0.68 0.37 0.39 0.37 0.51 0.45 0.47 0.53 0.55 0.41 0.43 0.58 0.67
0.09 0.00 0.10 0.19 0.12 0.10 0.12 0.02 0.04 0.02 0.04 0.06 0.08 0.06 0.09 0.18
Tabel Deviasi/Penyimpangan nilai Bidang Miring µ bidang miring
∆µ rata rata
0.58 0.47 0.45 0.36
0.11 0 0.02 0.11
Berdasarkan table deviasi/penyimpangan nilai, maka dapat di hitung nilai deviasi ratarata ( a ) dengan persamaan : a. Bidan dang datar ∑ ∆µ rata – rata bidang datar a =
1.31
= n
= 0,082 16
b. b. Bida Bidang ng miri miring ng ∑ ∆µ rata – rata bidang miring
0.24
a =
= n
= 0,06 4
Dengan diketahuinya deviasi rata-rata, maka nilai deviasi standard Peters dapat di hitung seperti dibawah ini : a. Bidan dang datar S µ bidang datar = 1,25
a
.
= 1,25
.
0,082
= 0,103 b. b. Bida Bidang ng miri miring ng S µ bidang datar = 1,25 = 1,25
a
. .
0,06
= 0,075 Dan deviasi standart rata – ratanya dapat dihitung sebagai berikut : a. Bidan dang datar Sµ bidang datar Sµrata-rata bidang datar =
= √n
b. b. Bida Bidang ng miri miring ng
0,103
0,103 =
√16
= 0,028 4
Sµ bidang miring Sµrata-rata bidang datar =
0,075 =
√n
0,075 =
√4
= 0,038 2
Persentase deviasi/penyimpangan nilainya adalah : a. Bidan dang datar Sµrata-rata bidang datar
0,028 x 100 % =
µrata-rata bidang datar
x 100 % = 5,71 % 0,49
b. b. Bida Bidang ng miri miring ng Sµrata-rata bidang miring
0,038 x 100 % =
µrata-rata bidang miring
Kesimpulan:
x 100 % = 8,09 % 0,47
Berdasarkan hasil percobaan diatas, maka dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Pada bidang bidang datar datar koefisien koefisien gesek dapat dapat di hitung hitung dengan perbandingan perbandingan F µ =
B2 atau
N
B1
Dan pada bidang miring koefisien gesek sama dengan tangen sudut bidang miring µ = tg tg α
. 2.
Koefisien gesek pada bidang datar percobaan di atas adalah 0,49 + 0,028 dan koefisien gesek pada bidang miring percobaan di atas adalah 0,47 + 0,038.
Dosen I.B Made Widiadnya,MM
Tanda Tangan
