PRAKTIKUM FISIKA 1
(LABORATORIUM PERANCANGAN MEKANIK) TKM1173
DRAFT LAPORAN
PRAKTIKUM KOEFISIEN GESEK KINETIK DAN STATIS
Oleh:
Muhammad Kaka Gabriel Ilah (221910101009)
PROGRAM STUDI S1 TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS JEMBER
2022
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gaya gesek selalu ada dalam kehidupan sehari-hari karena pada setiap aktifitas yang dilakukan selalu ada sentuhan baik pada makhluk hidup maupun benda mati. Aktifitas berjalan juga dipengaruhi oleh gara gesek antara kaki dengan lantai atau tanah. Jika tidak ada gesekan antara kaki dengan tanah, maka akan licin dan kemungkinan tidak akan bisa berjalan karena tergelincir.
Gaya gesek adalah gaya non konservatif yang bekerja pada dua permukaan yang saling bergerak satu sama lain (Alonso, 1994).
Ada banyak gaya yang mempengaruhi gerak suatu benda, saat suatu benda diam atau meluncur. Pada suatu permukaan yang menyebabkan gaya pada benda karena terjadi saling kontak atau interaksi antar keduanya, maka gaya yang semacam ini dinamakan gaya kontak. Gaya kontak yang lain adalah gaya gesek.
Gaya gesek akan timbul ketika dua benda bersentuhan. seperti kita meletakkan balok kayu diatas meja, jika benda tidak digerakkan pun masih ada gaya geseknya disebut gaya gesek statis dan akan menjadi gaya gesek kinetik ketika benda atau balok digerakkan. Arah gaya gesek selalu berlawanan dengan arah gerak benda atau arah gaya yang menggerakkan benda. Besar gaya gesek antara dua permukaan yang bersentuhan bergantung pada kekasaran atau tekstur dari permukaan itu sendiri. Semakin kasar suatu permukaan maka semakin besar gaya gesek akan terjadi. Gaya gesek juga selalu terjadi antara permukaan benda padat yang bersentuhan sekalipun benda tersebut sangat licin.
Gaya gesek pada benda sangat dipengaruhi oleh koefisien gesek benda tersebut terhadap permukaan. Oleh karena itu, sebelum menentukan gaya gesek harus ditentukan dahulu koefisien geseknya. Koefisien setiap benda dan permukaan yang berbeda akan menghasilkan harga yang berbeda pula.
Koefisien gesek dapat dilakukan atau ditentukan dengan cara menghitung
gaya yang bekerja pada suatu bidang dan benda pada saat benda bergerak maupun pada saat benda akan tepat mau bergerak. Dengan penerapan hukum–
hukum newton dan diagram benda bebas.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah pada praktikum ini diantaranya:
1. Bagaimana pengaruh massa benda pada koefisien gesek statis dan kinetik?
2. Bagaimana pengaruh luas alas pada koefisien gesek statis dan kinetik?
3. Bagaimana pengaruh lintasan pada koefisien gesek statis dan kinetik?
1.3 Tujuan dan Manfaat 1.3.1 Tujuan
Tujuan praktikum ini berdasarkan rumusan masalahnya yaitu:
a. Mampu mengetahui pengaruh massa benda pada koefisien gesek statis dan kinetik.
b. Mampu mengetahui pengaruh luas alas pada koefisien gesek statis dan kinetik.
c. Mampu mengetahui pengaruh lintasan pada koefisien gesek statis dan kinetik.
1.3.2 Manfaat
a. Mampu menjelaskan pengaruh massa benda pada koefisien gesek statis dan kinetik.
b. Mampu menjelaskan pengaruh luas alas pada koefisien gesek statis dan kinetik.
c. Mampu menjelaskan pengaruh lintasan pada koefisien gesek statis dan kinetik.
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Konsep Dasar Gesekan
Permukaan benda yang meluncur diatas permukaan benda yang lain keduanya akan saling melakukan gaya gesekan yang sejajar dengan permukaan. Arah gaya gesek suatu benda berlawanan dengan arah gerak benda pada relatifnya. Misalkan sebuah balok meluncur dari kanan ke kiri diatas permukaan bidang, maka gaya gesek yang timbul akan memiliki arah ke kanan. Gaya horizontal sebuah benda yang beratnya terletak pada permukaan bidang tidak cukup untuk menggerakkan benda tersebut bila gaya yang diberikan tidak sesuai. Gaya yang diberikan juga dipengaruhi oleh gaya gesek yang besarnya sama dan arahnya berlawanan (Francis, 1998).
Gesekan dalam bahasa ilmiahnya yaitu frittion pertama kali dibahas oleh menteri pendidikan di Inggris pada tahun 1966 yaitu H. P. Jost. H. P. Jost saat itu memberikan laporan mengenai besarnya energi yang terbuang karena gesekan. The Jost Report nama laporannya, didalamnya disebutkan bahwa energi yang hilang di Inggris akibat gesekan setara dengan 1,3 NP atau sekitar 500 juta poundsterling. Laporan Jost memunculkan istilah baru untuk ilmu tetang gesekan dan cara menguranginya yaitu Tribology. Tribology berasal dari bahasa Yunani (tribo: gesekan) yang berarti ilmu yang mempelajari gesekan (frittion), pelumasan (lubrication) dan aus (wear). Tribology adalah ilmu tentang interaksi permukaan benda padat yang bergerak dan implikasi yang muncul dari interaksi tersebut. Tribology bermula pada gesekan dari dua permukaan yang bersentuhan, sehingga muncul ide untuk melakukan pelumasan agar suatu benda bergerak lebih mudah (Dowson, 1979).
2.2 Gaya Gesek dan Gaya Normal
Gaya gesek adalah gaya yang timbul akibat sentuhan antara permukaan dua benda dengan arah gaya berlawanan terhadap kecenderungan arah gerak benda. Balok yang mempunyai berat W diletakkan diatas bidang datar dan
balok tidak diberi gaya lurus, gaya normal (N) yang bekerja pada balok besarnya sama dengan gaya berat (W) balok sesuai dengan persamaan:
………...(1) Gaya normal adalah gaya yang ditimbulkan oleh alas bidang tempat benda terletak yang arahnya tegak lurus terhadap bidang.
……….(2) Persamaan (2) merupakan persamaan dari sebuah benda dengan massa (m) yang terletak pada bidang miring dengan sudut dan N sama dengan (Zaelani, 2006).
2.3 Gaya Gesek Statis dan Kinetik
Terdapat dua jenis gaya gesek yakni gaya gesek statis ( ) dan gaya gesek kinetis ( ). Gaya gesek statis bekerja pada benda yang belum bergerak.
Koefisien gesek statis dinotasikan dengan µs (lebih bebas dari koefisien gerak kinetis).
………...(3) Ketika tidak ada gesekan yang terjadi, gaya gesek dapat memiliki nilai nol hingga gaya gesek maksimum. Sedangkan, gaya kinetis atau dinamis ( ) adalah gesekan yang terjadi jika dua benda bergerak relatif satu sama lainnya dan saling bergesekan. Gaya gesek kinetik terjadi saat benda dalam keadaan bergerak.
………...(4) Ketika meja sedang bergerak maka gaya gesek yang bekerja pada meja yang sedang bergerak gaya gesek yang bekerja adalah gaya gesek kinetisnya (Tipler, 2001).
(a) (b)
Gambar 2.1 (a) Gaya Gesek Statis dan (b) Gaya Gesek Kinetik
BAB 3 METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang diperlukan dalam praktikum ini antara lain:
1. Kotak / Wadah
Kotak / wadah digunakan sebagai tempat peletakan beban. Penggunaan dalam praktikum yaitu wadah disini berpengaruh pada lajunya gerak meluncur selain jenis lintasannya. Terdapat tiga ukuran luas yang digunakan dalam praktikum ini yaitu ukuran 7 x 11 cm, ukuran 10 x 11 cm, dan ukuran 15 x 11 cm.
Gambar 3.1 Kotak
2. Beban
Beban digunakan sebagai media pada saat peluncuran. Beban ini diperkirakan seberat 50 gram dan pada penerapannya pada praktikum kali ini diletakkan pada kotak dan diluncurkan ketika lintasan membentuk sudut tertentu.
Gambar 3.2 Beban
3. Busur
Busur digunakan sebagai alat ukur sudut. Penggunaan dalam praktikum yaitu menghitung sudut dari 0 derajat hingga lintasan membentuk sudut tertentu dan beban meluncur ke bawah
Gambar 3.3 Busur
4. Lintasan
Lintasan digunakan sebagai alat peluncur. Penggunaan dalam praktikum yaitu sebagai alas / media untuk kotak dan beban diuji pada lintasan tersebut. Terdapat tiga jenis lintasan yang digunakan yaitu:
a. Lintasan Isolasi Kertas
Gambar 3.4 Lintasan Isolasi Kertas
b. Lintasan Isolasi Plastik
Gambar 3.5 Lintasan Isolasi Plastik
c. Lintasan Triplek Polos
Gambar 3.6 Lintasan Isolasi Kertas
3.2 Langkah Kerja
3.2.1 Langkah kerja dalam praktikum ini adalah sebagai berikut.
a. Letakkan kotak diatas lintasan.
b. Miringkan lintasan hingga kotak tersebut meluncur.
c. Ukur sudut dari alas ke triplek yang menjadi lintasan.
d. Terdapat tiga variasi yang digunakan yaitu:
1. Variasi Massa
a. Massa yang digunakan 100 gram, 150 gram, dan 200 gram.
b. Kotak dengan luas alas 7 x 11 cm.
c. Lintasan triplek polos.
2. Variasi Luas Alas
a. Massa yang digunakan 200 gram.
b. Kotak dengan luas alas 10 x 11 cm dan 15 x 11 cm.
c. Lintasan triplek polos.
3. Variasi Lintasan
a. Massa yang digunakan 200 gram.
b. Kotak dengan luas alas 10 x 11 cm.
c. Lintasan isolasi plastik dan lintasan isolasi kertas.
e. Setiap variasi dilakukan 3 kali percobaan
Catatan: Jika pengukuran sudutnya tidak masuk akal, boleh melakukan percobaan sebanyak 5 kali.
