1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Metrologi adalah salah satu ilmu yang mepelajari tentang pengukuran.
Aspek pengukuran dalam bidang fisika sangat luas lingkupnya. Meluasnya ilmu dalam bidang fisika tersebut karena banyak kejadian fisis yang terjadi di kehidupan sehari-hari, tentunya dengan banyak kejadian fisis tersebut meyebabkan banyak pula parameter dalam fisika yang diukur. Keterkaitan metrologi dalam ilmu fisika sangat koheren, banyak pula kegiatan didalamnya yang berkaitan baik industri, legal dan ilmiah. Kegiatan tersebut diantaranya meliputi pengukuran, karakter alat ukur, metode pengukuran dan penafsiran hasil pengukuran. Begitupun dalam dunia perkuliahan, di metrologi dan instrumentasi sendiri memperkenalkan berbagai macam pengukuran, salah satunya pengukuran dasar fisika mengenai koefisien gesek pada bidang miring.
Bidang miring merupakan salah satu yang diterapkan ilmu fisika dalam kehidupan sehari-hari. Bidang miring dalam fisika tergolong kelompok mekanika klasik. Ilustrasi dalam teorinya berupa, sebuah balok yang diletakan pada permukaan datar kemudian dilepaskan dengan kecepatan awal Vo pada bidang miring yang pada akhirnya balok akan berhenti. Fenomena di atas menunjukan perubahan nilai besaran fisika yang mana benda bergerak pada bidang miring tersebut dipengaruhi gaya. Teori mampu menjelaskan bahwa benda yang berada pada bidang miring akan bergerak ke bawah yang diakibatkan karena ada gaya yang bekerja padanya. Adapun dalam aplikasinya kehidupan sehari-hari yang sering dijumpai di masyarakatsalah satunya yaitu, sebuah mobil yang berjalan menuruni lembah dan sesorang yang berjalan di atas lantai. Sebuah mobil bergerak menuruni lembah di aspal yang kering akan berbeda dengan di atas aspal yang diberi pelumas. Hal yang membedakan tersebut yaitu nilai konstanta yang diakibatkan karena adanya gaya yang terjadi pada mobil tersebut, konstanta itu disebut koefisien gesekan .
nilai konstanta pada benda yang bergerak dinamakan koefisien gesek kinetik.
Koefisien gesekan kinetik ini adalah perbandingan antara gaya gesek dan gaya normal. (Rahmawati,2014)
Adanya hal tersebut dapat dimengerti bahwa konsep gesekan yang terjadi pada bidang miring ini walau sederhana sangatlah penting karena termasuk sebagai dasar pengukuran dalam fisika selain itu di kehidupan sehari-hari hal seperti di atas sering dijumpai. Hal ini juga bermanfaat karena memungkinkan dapat menggambarkan aneka gejala fisika yang luas dengan menggunakan sedikit hukum gaya yang relative mudah. Sehingga dalam perkulihan di metrologi dan instrumentasi mahasiswa mampu mengembangkan secara teori maupun eksperimen dan juga di masyarakat akan mengetahui nilai koefsien pada setiap bahan dapat diukur, sehigga nilai koefisien tersebut dapat berguna untuk kepentingan industri salah satunya. Oleh karenanya, untuk menentukan besarnya nilai koefisien gesek kinetik pada bidang miring penulis akan membuat perancangan alat peraga guna kepentingan penelitian. Adapun penyusun membuat judul penelitian Tugas Akhir ini “PENGUKURAN NILAI KOEFISIEN GESEKAN KINETIK BERDASARKAN PENGUKURAN WAKTU LUNCUR BENDA MENGGUNAKAN FOTODIODA DAN LASER”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan permasalahan pada latar belakang di atas, maka penyusun mencoba melakukan pengukuran untuk mengetahui nilai koefisien gesek kinetik yang diukur dengan menentukan nilai error dari pengukuran yang dibandingkan dengan standar literature.
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penulisan TA ini ada 4 hal.
1. Dapat mengetahui nilai koefisien gesek kinetik dengan menggunakan alat ukur yang dirancang untuk menghasilkan nilai pengukuran waktu dan kecepatan rata-rata yang memanfatakan fotodioda dan laser dengan arduino uno.
2. Dapat memperoleh data hasil ukur dari perangkat yang telah dirancang yang mana berguna untuk menganalisis hasil pengukuran.
3. Dapat membandingkan hasil pengukuran dengan literature (hand book).
4. Dapat diperoleh error dari hasil pengukuran nilai koefisien gesekan kinetik pada rancangan yang dibuat.
1.4 Batasan Masalah
Sehubungan dengan beberapa kendala yang dimiliki penulis seperti biaya dan waktu, penulis hanya membatasi TA ini dalam7 hal berikut.
1. Pengukuran nilai koefisien gesekan kinetik dilakukan dengan cara membandingkan nilai koefsien yang diukur dengan standar koefisien literature.
2. Dibatasi jarak yang digunakan pada pengukuran waktu dan kecepatan yaitu 45 cm dengan jarak masing-masing sensor 15 cm, 30 cm, dn 45 cm.
3. Lintasan benda saat meluncur yang digunakan adalah bidang miring dengan sudut 30o, 35o,dan 40o.
4. Objek yang digunakan bahan alumunium pada baja dan kaca pada kaca.
5. Menggunakan 4 sensor fotodioda dan fungsi masing-masing sensor yaitu sensor 1 sebagai start, sensor 2 dan 3 sebagai perekam, sensor 4 sebagai stop nilai waktu dan kecepatan benda saat meluncur.
6. Hasil pembacaan nilai waktu dalam unit ms.
1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian TA ini memiliki beberapa manfaat yang mana sesuai dengan Tri Dharma perguruan tinggi dituliskan sebagai berikut.
1. Bagi pendidikan dan pengajaran, memberikan pengalaman dan ilmu kepada penulis terkait perancangan alat yang telah dibuat.
2. Bagi penelitian dan pengembangan, yaitu dapat dilakukan pengembangan dalam pembuatan alat peraga koefisien gesek kinetik.
3. Bagi pengabdian masyarakat, dapat gunakan sebagai informasi mengenai gesekan yang menguntungkan dan merugikan dalam kehiduan sehari-hari.
1.6 Metode Pengumpulan Data
Pembuatan laporan tugas akhir ini menggunakan metode sebagai berikut : 1. Tinjauan Pustaka
Melakukan pencarian buku-buku literatur yang berhubungan dengan masalah yang dihadapi, baik karakteristik komponen, teknik penggunaanya, dan teknik merangkai komponen,serta teknik-teknik dasar yang digunakan dengan maksud untuk memperoleh data yang tepat serta mencari tinjauan pustaka yang sesuai dengan penelitian.
2. Kosultasi dan diskusi
Melakukan konsultasi dan diskusi dengan dosen pembimbing beserta mencari informasi kepada kawan-kawan sebagai referensi pembuatan rancangan beserta penelitiannya.
3. Metode perancangan
Pada metode perancangan ini akan dilakukan pembuatan rancangan dengan pengolahan program arduino yang membantu proses jalannya alat.
4. Metode pengujian
Melakukan pengujian alat yang bekerja sesuai dengan apa yang diinginkan dan sesuai dengan metode yang digunakan pada saat alat dilakukan pengujian.
5. Penyusunan laporan.
1.7 Sistem Penulisan Laporan Bab I. Pendahuluan
Dalam bab ini memuat latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, metode perancangan, dan sistematika penulisan.
Bab II. Tinjauan Pustaka
Memuat uraian sistematis mengenai informasi-informasi penelitian yang ada di pustaka serta dapat sesuai dengan penelitian yang diteliti.
Bab III. Landasan Teori
Dalam bab ini menjelaskan mengenai landasan teori, antara lain teori dasar fisika kinematika, pengertian sensor dan prinsip kerjanya, dan prinsip kerja alat.
Bab IV. Metode Perancangan
Dalam bab ini menjelaskan peralatan dan bahan pembuatan alatpengukuran, cara membuat alat pengukuran, dan prinsip kerja dari alat pengukuran.
Bab VI. Hasil dan Pembahasan
Dalam bab ini berisi hasil pengujian alat ukur yang telah dirancang berupa laporan data pengujian.
Bab VII.Penutup
Dalam bab ini merupakan kesimpulan dari apa yang telah diuraikan pada bab-bab sebelumnya dengan disertai saran-saran.
Daftar Pustaka
Bab ini berisi referensi yang digunakan.
Lampiran
Berisi lampiran-lampiran yang berkaitan dengan laporan ini.
