laprak kgb mou

Laprak kgb mou

Fisika Dasar II (Universitas Jember)

Scan to open on Studocu

Laprak kgb mou

Fisika Dasar II (Universitas Jember)

Scan to open on Studocu

KOEFISIEN GESEK BAHAN LAPORAN PRAKTIKUM

MATA KULIAH PRAKTIKUM FISIKA DASAR

Oleh :

Nama/NIM : Mauricia Sheryn

Yosefanny/221910901032 Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Pertambangan

Kelompok : 04 (Empat)

Asisten : Arya Satria Novantara

Koordinator Asisten : Dziky Nanda

Tanggal Praktikum/Jam : 18 Oktober 2022/17:00-19:40

LABORATORIUM FISIKA DASAR JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

UNIVERSITAS JEMBER 2022

Bab I. Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Hukum newton merupakan hukum yang selalu berhubungan dengan gayagesek.

Gaya secara umum didefinisikan sebagai sesuatu yang dapat mengubahkeadaan gerak suatu benda. Benda dapat bergerak karena memperoleh gaya. Gayagesek adalah gaya yang berarah melewati atau melawan gerak benda. Gaya gesekmuncul apabila dua buah benda bersentuhan dimana sebuah benda dalam keadaandiam atau meluncur pada suatu bidang atau permukaan yang akan memberikangaya-gaya kepadanya (Halliday, 1991).

Secara intuitif, kita mengalami gaya (force) sebagai suatu bentuk dorongan atau tarikan pada benda. Bila anda mendorong mobil yang mogok atau troli belanja disupermarket, anda mengarahkan gaya pada benda tersebut. Ketika mesin motor mengangkat lift (elevator), atau martil menghantam paku, atau angin meniup dedaunan yang ada di pohon, maka gaya sedang dikerahkan. Kita sering menyebut ini sebagai gaya kontak (contact force) karena gaya dikerahkan ketika sebuah benda mengalami kontak dengan benda lain. Disis lain, kita mengatakan bahwa sebuah benda jatuh karena adanya gaya gravitasi (force of gravity, yang bukan merupakan gaya kontak). Jika sebuah benda dalam keadaan diam, untuk membuatnya mulai bergerak diperlukan gaya-artinya, suatu gaya dibutuhkan untuk mempercepat sebuah benda dari kecepatan nol ke kecepatan bukan nol. Untuk sebuah benda yang sudah bergerak, jika kita ingin mengubah kecepatannya-baik arah ataupun magnitudonya- lagi-lagi gaya diperlukan. Dengan kata lain, untuk mempercepat sebuah benda, selalu dibutuhkan gaya. (Giancoli. 2014).

Gaya gesek statis (fs) dan kinetis (fk) merupakan besaran yang sering disebut dalam salah satu topik mata pelajaran fisika, yaitu gaya gesek. Benda yang diam pada suatu bidang akan memiliki gaya gesek statis, yang arahnya selalu berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda. Selama benda diam maka besarnya gaya gesek statis sebanding dengan komponen gaya luar yang bekerja pada benda dan sejajar bidang. Gaya gesek statis mencapai nilai maksimum ketika benda tepat akan bergerak. Pada benda yang bergerak berlaku gaya gesek kinetis yang arahnya berlawanan dengan gerak benda pada bidang. Perbandingan gaya gesek statis dan kinetis dengan besar gaya normalnya disebut sebagai koefisien gesek statis (μs) dan kinetis (μk). Nilai perbandingan tersebut relatif konstan dan ditentukan oleh interaksi antar permukaan benda yang saling bersentuhan. (Richardo, 2017).

Contoh penerapan gaya gesek dalam kehidupan sehari-hari adalah ketika mengendarai sepeda motor. Jika motor tidak bergerak dan tidak digerakkan, disitu masih terdapat gaya gesek, yang disebut gaya gesek statis. Gaya tersebut akan menjadi gaya gesek kinetis jika motor tersebut digerakkan. Gaya gesek selalu diperlukan dalam kehidupan, tanpa adanya gaya gesek mungkin mobil tidak akan melaju diatas lintasan, manusia tidak bisa berjalan diatas tanah dan lain sebagainya.

Pemahaman mengenai gaya gesek berguna untuk menentukan dan menyesuaikan besar dan jenis gaya gesekan yang diperlukan dalam suatu masalah dikehidupan sehari-hari. (Millatie, 2017).

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan Masalah pada praktikum “Koefisien Gesek Bahan” adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana cara menentukan Koefisien gaya gesek µs dan µk ?

2. Bagaimana hubungan sudut yang diberikan terhadap hasil koefisien gaya gesek µs

?

3. Bagaimana hubungan sudut yang diberikan dan beban m2 terhadap hasil koefisien gaya gesek µk ?

4. Bagaimana perbandingan literatur dengan hasil yang sudah didapat ?

5. Bagaimana menentukan koefisien gesek statis (s) dan koefisien kinetis (k) benda?

1.3 Tujuan

Adapun tujuan pada praktikum kali ini, yaitu : 1. Menentukan Koefisien gaya gesek µs dan µk

2. Mengetahui hubungan sudut yang diberikan terhadap hasil koefisien gaya gesek µs

3. Mengetahui hubungan sudut yang diberikan dan beban m2 terhadap hasil koefisien gaya gesek µk

4. Mengetahui perbandingan literatur dengan hasil yang sudah didapat 5. Menentukan koefisien gesek statis (s) dan koefisien kinetis (k) benda

1.4 Manfaat

Adapun manfaat dilakukannya praktikum koefisien gesek bahan ini adalah untuk mempermudah kegiatan manusia. Misalnya saja seperti memindahkan suatu beban dari ketinggian tertentu dengan menggunakan prnsip bidang miring.Pembuatan mainan papan lncur anak-anak yang dibuat licin untuk memudahkananak meluncur.

Pengereman suatu kendaraan yang menyebabkan gesekan antara ban dan permukaan menyebabkan kendaraan berhenti dan lain sebagainya.

Bab II. Tinjauan Pustaka

2.1 Tinjauan Pustaka

Bila permukaan sebuah benda meluncur di atas permukaan lain, masing-masing benda akan saling melakukan gaya gesekan, sejajar dengan permukaan itu. Gaya gesekan pada tiap benda berlawanan arah dengan arah geraknya. Secara empiris diperoleh bahwa gaya gesek bahan di atas sebuah permukaan sebanding dengan gaya normalnya dan dengan konstanta perbandingan yang disebut koefisien gesek.

Bila sebuah benda yang berada di atas suatu permukaan dalam keadaan diam atau tepat akan bergerak ketika dikenakan gaya luar sejajar permukaannya, maka pada benda tersebut bekerja gaya gesek statis ( fs ), dan koefisien geseknya disebut koefisien gesek statis (s).

𝑓_𝑠 ≤ 𝜇_𝑠𝑁

Jadi gaya gesek statis dapat memiliki semua harga antara nol (bila tidak ada gaya sejajar bidang permukaan) dan harga maksimum s N (pada saat benda tepat akan mulai bergerak).

Begitu benda mulai meluncur diatas permukaan, ternyata gaya gesek ini berkurang. Gaya gesek pada saat benda bergerak disebut gaya gesek kinetik (fk), dan sebanding dengan gaya normalnya. Konstanta perbandingannya disebut koefisien gesek kinetik (k ). fk = k N

Perhatikan gambar berikut :

Gambar 2.1.1 Sebuah balok meluncur di atas permukaan kasar akan merasakan gaya gesekan

(Sumber: Tim Penyusun, 2022)

Keterangan :

N = gaya normal permukaan terhadap benda W = gaya berat benda

fs = gaya gesek statis

 = sudut bidang permukaan terhadap bidang datar.

Benda bermassa m berada di atas permukaan yang membentuk sudut 

terhadap bidang horisontal dan tepat akan bergerak (Gambar 4.1). Dengan hukum I Newton dapat ditunjukkan bahwa saat benda tepat akan bergerak maka berlaku : s

= tan 

Jadi koefisien gesek statis benda di atas permukaan tidak tergantung sama sekali terhadap massa benda tersebut. Gambar di atas dapat pula dimodifikasi menjadi seperti Gambar 2.1.2 berikut

Gambar 2.1.2 Dua buah benda dihubungkan satu sama lain dengan menggunakan sebuah tali yang dilakukan pada katrol tak bermassa

(Sumber: Tim Penyusun, 2022)

Jika benda mengalami percepatan seperti pada gambar dan gaya gesekan pada katrol diabaikan, dengan Hukum II Newton diperoleh hubungan

Bila sudut  = 0⁰ maka persamaan diatas tereduksi menjadi

Keterangan :

k = koefisien gesek kinetik a = percepatan system (m/s2 )

g = percepatan gravitasi bumi = 9,81 (m/s2 ) m1 = massa bahan (kg)

m2 = massa beban (kg) (Tim Penyusun, 2022)

Bab III. Metode Praktikum

3.1 Alat dan Bahan

Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum kali ini, yaitu : 1. Benda dan bahan untuk ditentukan koefisien geseknya

2. Set alat bidang miring, berfungsi sebagai media peluncur benda yang akan menimbulkan gesekan terhadap benda

3. Neraca, berfungsi untuk mengukur berat benda yang akan ditentukan koefisien geseknya

4. Stopwatch, berfungsi untuk mengukur waktu saat melakukan percobaan 5. Mistar,berfungsi untuk mengukur Panjang lintasan

6. Busur derajat, berfungsi untuk mengukur derajat kemiringan lintasan

7. Benang bol, berfungsi untuk menyambungkan dua benda saat percobaan menggunakan katrol

3.2 Metode Kerja

3.2.1

Menentukan Koefisien Gesek Statis (s) Langkah-langkah Percobaan:

1. Timbanglah bahan yang akan ditentukan koefisien geseknya. Catatlah massanya.

2. Letakkan bahan di atas bidang miring berlandasan kayu dengan kemiringan awal 0⁰.

3. Secara perlahan-lahan perbesarlah sudut kemiringan bidang miring hingga bahan tepat mulai meluncur turun. Ukurlahlah sudut yang

dibentuk bidang miring dengan horizontal pada saat itu (tanyakan asisten).

4. Lakukan langkah 2 dan 4 hingga mendapatkan 5 data pengamatan untuk massa pertama.

5. Di atas bahan, tambahkan beban yang telah diketahui massanya, kemudian ulangi langkah 2 sampai dengan 5 untuk 3 kali penambahan beban.

6. Ulangi langkah 1 sampai dengan 6 untuk bahan landasan yang berbeda.

3.2.2 Menentukan Koefisien Gesek Kinetik.

Langkah-langkah Percobaan:

1. Timbanglah beban 1.

2. Susunlah peralatan seperti Gambar 2.1.2, dengan kemiringan sudut tertentu

3. Letakkan benda 1 pada posisi tertentu (sesuai petunjuk asisten), catat 2 buah titik acuan pada landasan, titik awal benda 1 dan titik lain pada jarak tertentu.

4. Berilah beban benda 2 (Gambar 2.1.2) sedemikian rupa sehingga sistem bergerak dipercepat.

5. Catat waktu yang perlukan benda 1 untuk bergerak dari titik awal ke titik acuan yang telah ditentukan (langkah 3).

6. Timbanglah beban benda 2, catat massanya.

7. Ulangi langkah 1 s/d 6 untuk beban yang berbeda.

8. Ulangi langkah 1 s/d 7 untuk sudut kemiringan yang berbeda.

9. Ulangi 1 s/d 8 untuk beban landasan yang berbeda.

3.3 Metode Analisis Data

3.3.1 Tabel Pengamatan Data

Hasil pengamatan yang akan digunakan dalam tabel berikut:

mb (kg) θ µs fs ∆µ𝑠 I K AP

Permukaan Kasar

A. Menentukan Koefisien Gesek Statis (µs)

𝑠 𝑓𝑠

mb (kg) θ µs fs ∆µ𝑠 I K AP Permukaan Licin

A. Menentukan Koefisien Gesek Statis (µs)

𝑠 𝑓𝑠

m1 (kg) W1 m2 (kg) W2 t (s) µk fk ∆µk I K AP

m1 (kg) W1 m2 (kg) W2 t (s) µk fk ∆µk I K AP

θ = 15

Panjang Lintasan = 70 cm Permukaan Kasar

B. Menentukan Koefisien Gesek Kinetis(µk)

θ = 20

𝑓

𝑓

m1 (kg) W1 m2 (kg) W2 t (s) µk fk ∆µk I K AP

m1 (kg) W1 m2 (kg) W2 t (s) µk fk ∆µk I K AP

Permukaan Licin

B. Menentukan Koefisien Gesek Kinetis(µk) Panjang Lintasan = 70 cm

θ = 15

θ = 20

𝑓

𝑓

3.3.2 Ralat

Keterangan:

μs: koefisien gesek statis Ө: sudut

Δμs: ralat koefisien gesek statis ΔӨ : ralat sudut

I : ralat nisbi/relative K : keseksamaan

AP : jumlah angka penting

Keterangan:

μk : koefisien gesek kinetik Ө : sudut

Δμk : ralat koefisien gesek kinetik

ΔӨ : ralat sudutm1 : massa benda 1m2 : massa benda 2 Δm1 : ralat massa benda 1

Δm2 : ralat massa benda 2 g : gaya gravitasi

I : ralat nisbi/relative K : keseksamaan

AP : jumlah angka penting a : percepatan

s : jarak t : waktu

Δa: ralat percepatan Δs: ralat jarak Δt: ralat waktu I : ralat nisbi/relative K : keseksamaan

AP : jumlah angka penting

Bab IV. Hasil dan Pembahasan

4.1 Hasil

a. Menentukan Koefisien Gesek Statis (µs)

Permukaan Kasar

m benda (kg) θ µs µs Rata ∆µs I (%) K (%) AP

0,16514

42 0,900404

0,8823 0,04156 4,71062276 95,2894 2,32692 43 0,9325151

40 0,8390996 40 0,8390996 42 0,900404

0,18514

49 1,1503684

1,06776 0,08468 7,93017074 92,0698 2,10072 49 1,1503684

47 1,0723687 44 0,9656888

45 1

0,23514

40 0,8390996

0,92176 0,07464 8,09770261 91,9023 2,09164 42 0,900404

41 0,8692867

45 1

45 1

0,28514

50 1,1917536

1,02859 0,13705 13,3243112 86,6757 1,87536 42 0,900404

49 1,1503684 42 0,900404

45 1

Permukaan Licin

m benda (kg) θ µs µs Rata ∆µs I (%) K (%) AP 0,10983

42 0,9004

0,78475 0,09438 12,02712 87,9729 1,91984 38 0,78129

33 0,64941 37 0,75355 40 0,8391

0,12983

36 0,72654

0,7926 0,12067 15,22518 84,7748 1,81744 41 0,86929

39 0,80978 32 0,62487 43 0,93252

0,17983

37 0,75355

0,77035 0,0251 3,258858 96,7411 2,48693 37 0,75355

37 0,75355 39 0,80978 38 0,78129

0,22983

38 0,78129

0,76061 0,06338 8,332376 91,6676 2,07923 33 0,64941

39 0,80978 38 0,78129 38 0,78129

m1 (Kg) m2 (Kg) W1 W2 t (s) µk µk Rata ∆µk I (%) K (%) AP 2,35 0,74098278

2,16 0,73473742 1,52 0,69370719 1,64 0,70516665 1,54 0,69580465 1,42 0,71520188 1,41 0,71396084 0,93 0,59912772 1,35 0,70592616 1,08 0,65166748 0,91 0,62399733 1,01 0,66174774 0,83 0,58347017 0,77 0,54443289 0,93 0,63253119

m1 (Kg) m2 (Kg) W1 W2 t (s) µk µk Rata ∆µk I (%) K (%) AP

1,33 0,60148748 0,81 0,41640189 1,19 0,57430055 1,42 0,61488191 1,21 0,5787695 0,92 0,53433085 1,04 0,58075748 0,94 0,54331928 1,01 0,57068496 0,92 0,53433085 0,85 0,54165724 0,82 0,52405061 0,75 0,47444265 0,84 0,53599753 0,72 0,44862273 1,6200234

1,6677

1,8639

2,0601 0,50495 0,04117 8,15309 91,8469121 2,08868 0,55268 0,02164 3,91582 96,0841793 2,40718 0,60924 0,04577 7,51349 92,4865056 2,12416 0,67718

Permukaan Kasar (θ=20°)

0,55717 0,08042 14,4339 85,5660616 1,84062 0,16514

0,17

0,19

0,21

1,6200234

1,6677

1,8639

2,0601

0,16514

0,17

0,19

0,21

Permukaan Kasar (θ=15°) b. Menentukan Koefisien Gesek Kinetis (µk)

0,02224 3,1149 96,8851036 2,50656 0,71408

0,05091 7,51818 92,4818162 2,12389

4.2 Pembahasan

Berdasarkan percobaan koefisien gesek benda pada permukaan datar telahdiperoleh hasil beserta perhitungannya di tabel hasil. Hasil perhitungan

m1 (Kg) m2 (Kg) W1 W2 t (s) µk µk Rata ∆µk I (%) K (%) AP

0,75 0,33801574 0,88 0,44828141 1,04 0,53141689 1,23 0,59116164 1,04 0,53141689 0,94 0,56232495 1,04 0,60401016 0,77 0,45067794 0,87 0,52420769 0,94 0,56232495 0,67 0,44759626 0,66 0,43564313 0,62 0,38190702 0,72 0,50008157 0,85 0,59584676

m1 (Kg) m2 (Kg) W1 W2 t (s) µk µk Rata ∆µk I (%) K (%) AP

1,03 0,44480479 1,1 0,4718676 0,88 0,36355167 1,11 0,47532156 0,99 0,42669882 0,93 0,58881669 0,64 0,3566514 0,76 0,48492806 0,82 0,529022 0,8 0,51542125 0,83 0,58469129 0,67 0,45405713 0,71 0,49511762 0,66 0,44260819 0,69 0,47547975

0,54071 0,0577 10,6721 89,3279 1,97175 Permukaan Licin (θ=15°)

0,48806 0,09809 20,0976 79,9024 1,69685

Permukaan Licin (θ=20°)

0,43645 0,0454 10,402 89,598 1,98288 0,47221 0,08087 17,1259 82,8741 1,76635 0,10983

0,1

0,12

0,15

1,077432

0,981

1,1772

1,4715

0,10983 0,1

0,15

0,17

1,077432

0,981

1,4715

1,6677 0,49039 0,05644 11,5086 88,4914 1,93898 0,49497 0,08605 17,3848 82,6152 1,75983

diketahui bahwa sudut bidang miring mempengaruhi gaya gesek pada benda.

semakin besar sudutnya maka akan semakin besar pula koefisien geseknya. Dalam percobaan inidigunakan berat bahan yang berbeda-beda. Pengaruh berat benda terhadapkoefisien geseknya berdampak pada kecepatan benda pada saat tepat akan bergerak. Berdasarkan hasil diketahui bahwa benda yang memiliki beban lebih berat akan lebih cepat tepat akan bergerak dibanding benda yang beratnya lebih kecil. Sehingga sudut yang dibentuk lebih kecil ketika bidang miring dimiringkansampai benda yang berada dipermukaan tepat akan bergerak. Hal ini terjadi padakoefisien gesek statis, koefisien gesek statis tidak memerlukan waktu dan percepatan bendanya untuk mengetahui koefisien geseknya.

Dalam percobaan kali ini menentukan koefisiengesek statis dan koefisien gesek kinetis pada balok dengan landasan berbeda yaitukaca dan kayu. Berdasarkan percobaan tersebut dapat diketahui bahwa koefisiengesek yang dilakukan antara balok dengan kayu memiliki gaya statis maksimumdan gaya kinetisnya lebih besar dari pada kaca. Karena semakin kasar permukaan benda atau permukaan landasan meluncur, semakin besar pula gaya gesek statismaksimumnya dan semakin besar pula gaya kinetisnya.

Landasan permukaan yang dilewati mempengaruhi gaya gesek yang berlaku, gaya gesek juga dipengaruhi oleh sudut yang digunakan., Pada percobaan gaya gesek statis, di mana sudutnya dibuat bermacam-macam. Dari situ terlihat bahwa semakin tinggi atau semakin besar sudut, maka benda akan meluncursemakin cepat dari titik awal ke titik akhir. Semakin besar sudut, maka koefisien geseknya semakin besar pula. Begitu pula sebaliknya. Sedangkan pada percobaan gaya gesek kinetik, jika sudut diperbesar, maka benda akan lambat bergerak dari titik awal ke titik acuan, sehingga waktu untuk sampai semakinlama.

Peristiwa dalam kehidupan sehari-hari seperti pada saat berjalan dapat jugaterjadi pada benda yang diluncurkan pada permukaan kasar dan permukaan licin.diketahui dari hasil pengamatan bahwa benda bergerak di atas permukaanlicinlebih cepat dibandingkan pada permukaan kasar. Hal ini terjadi

karena koefisien gesekan pada permukaan licin lebih kecil sehingga benda cepat bergerak dan koefisien gesek pada permukaan kasar lebih besar sebagai akibat persinggungan benda dengan permukaan tersebut sehingga benda bergerak lambat.

Bab V. Penutup

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum koefisien gaya gesek pada benda ini adalah.

1. Gaya gesek merupakan suatu akibat dari dua buah benda yang saling bersinggungan saat melakukan suatu gaya.

2. Kemiringan landasan mempengaruhi besar koefisien gesek statis dan kinetik.Semakin besar sudut kemiringannya maka semakin besar koefisien gesekstatisnya, namun untuk koefisien gesek kinetik terjadi sebaliknya.

3. Benda yang memiliki beban lebih berat akan lebih cepat bergerak dibandingkan benda yang beratnya lebih kecil, sehingga sudut yang dibentuk lebih kecil ketika bidang miring dimiringkan.

5.2 Saran

Saat melakukan praktikum di laboratorium, sebaiknya praktikan terlebihdahulu mengecek semua peralatan yang akan digunakan apakah masih bisadipakai atau perlu diganti. Hal ini agar proses percobaan dapat berjalan tanpakendala sehingga dapat diperoleh hasil yang maksimum dari praktikum yang telah dilakukan. Selain itu praktikan juga harus menguasai materi yang akan dipraktikkan agar lebih mudah dan cepat dalam melakukan percobaan.

DAFTAR PUSTAKA

AstroRichardo Barry. 2017. Analisis Koefisien Gesek Statis dan Kinetis Benda di Bidang Miring Menggunakan Video Tracker. Bandung: Institut Teknologi Bandung.

Giancolli, Dauglas C. 2001. Fisika Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Halliday, dkk. 2001. Fisika Dasar Edisi ke 1 Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Rozana Millatie Afrih. 2017. Laporan Praktikum Penentuan Koefisien Gesek Bahan. Jember:

universitasNegeri Jember.

Tim Penyusun. 2022. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Jember : Universiras Jember

LAMPIRAN

1. Tabel Pengamatan