LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA Menentukan Koefisien Gesekan Statis dan Kinetis dengan Teknik Bidang Horizontal Disusun Oleh : Nama : Amelia Cantika Permatasari Kelas : X MIPA II No. Absen : 02 SMA XAVERIUS 1 PALEMBANG TAHUN AJARAN 2018/2019 I. Judul Menentukan Koefisien Gerak Statis dan Kinetis Dengan Teknik Bidang Horizontal II. Tujuan Percobaan 1. Menentukan koefisien gesekan statis dan kinetis beberapa permukaan kasar 2. Menyelidiki pengaruh tingkat kekasaran permukaan terhadap gaya gesek 3. Menyelidiki pengaruh massa beban terhadap gaya gesek III. Alat dan Bahan 1. Permukaan kasar ( meja kayu, lantai kasar, dan kaca ) 2. Beban 3. Neraca beban ( timbangan ) 4. Neraca pegas IV. Langkah Kerja Percobaan 1. Menentukan koefisien gesekan statis dan kinetis a. Siapkan beban kemudian ukur massa beban menggunakan neraca / timbangan. b. Letakkan beban di atas permukaan bidang kasar kemudian tarik beban menggunakan neraca pegas dengan sedikit gaya. Perbesar gaya tarik yang anda berikan secara perlahan hingga balok tepat akan bergerak. c. Bacalah dan catatlah gaya gesekan statis maksimum yang terbaca pada neraca pegas saat benda tepat akan bergerak pada tabel hasil pengamatan. d. Perbesar gaya tarik beban menggunakan neraca pegas sehingga beban bergerak dengan kecepatan konstan ( a = 0 m/s2 ). e. Bacalah dan catatlah gaya gesekan kinetis yang terbaca pada neraca pegas saat benda bergerak pada tabel hasil pengamatan. f. Kemudian menggunakan Hukum I Newton tentukanlah koefisien gesekan statis dan kinetis permukaan kasar tersebut. g. Ulangi setiap langkah untuk tiga jenis permukaan yang berbeda ( permukaan lantai, permukaan kayu, dan permukaan kaca ). Percobaan 2. Menyelidiki pengaruh massa beban terhadap gaya gesek a. Gantilah massa beban dengan massa yang lebih besar dan ulangin kegiatan di atas. b. Catatlah hasil pengamatan anda ! V. Data Hasil Pengamatan Percobaan 1 Massa beban = 1.098,5 gram = 1,0985 kg. Permukaan Meja Kayu Lantai Kasar Kaca Gaya gesek saat benda tepat akan bergerak (baca pada neraca pegas) Gaya gesek saat benda bergerak dengan kecepatan konstan (baca pada neraca pegas) 4N 2N 3,5 N 3N 4N 3N Percobaan 2 Massa beban di tambah sehingga lebih besar dari massa beban pada percobaan 1. Massa beban = 1.198,5 gram = 1,1985 kg. Permukaan Meja Kayu Lantai Kasar Kaca Gaya gesek saat benda tepat akan bergerak (baca pada neraca pegas) Gaya gesek saat benda bergerak dengan kecepatan konstan (baca pada neraca pegas) 4,5 N 2,5 N 5N 3,4 N 4,5 N 3,8 N VI. Analisis data 1. Tentukan besar koefisien gesekan statis dan koefisien gesekan kinetis masing-masing permukaan berdasarkan hasil percobaan 1 ! a.) Percobaan 1 ( beban 1,0985 kg ) - Koefisien Gesekan Statis Meja kayu μs = μs = μs = 𝐹 𝑁 𝐹𝑠 𝑚.𝑔 4 10,9 μs = 3,669 x 10-1 Lantai Kasar μs = μs = μs = 𝐹 𝑁 𝐹𝑠 𝑚.𝑔 3,5 10,9 μs = 3,211 x 10-1 Kaca μs = μs = μs = 𝐹 𝑁 𝐹𝑠 𝑚.𝑔 4 10,9 μs = 3,669 x 10-1 - Koefisien Gesekan Kinetis Meja Kayu μk = μk = μk = 𝐹 𝑁 𝐹𝑘 𝑚.𝑔 2 10,9 μk = 1,834 x 10-1 Lantai Kasar μk = μk = μk = 𝐹 𝑁 𝐹𝑘 𝑚.𝑔 3 10,9 μk = 2,752 x 10-1 Kaca μk = μk = μk = 𝐹 𝑁 𝐹𝑘 𝑚.𝑔 3 10,9 μk = 2,752 x 10-1 b.) Percobaan 2 ( beban = 1,1985 kg ) - Koefisien Gesekan Statis Meja Kayu μs = μs = μs = 𝐹 𝑁 𝐹𝑠 𝑚.𝑔 4,5 11,9 μs = 3,781 x 10-1 Lantai Kasar μs = μs = μs = 𝐹 𝑁 𝐹𝑠 𝑚.𝑔 5 11,9 μs = 4,201 x 10-1 Kaca μs = μs = μs = 𝐹 𝑁 𝐹𝑠 𝑚.𝑔 4,5 11,9 μs = 3,781 x 10-1 - Koefisien Gesekan Kinetis Meja Kayu μk = μk = μk = 𝐹 𝑁 𝐹𝑘 𝑚.𝑔 2,5 11,9 μk = 2,1008 x 10-1 Lantai Kasar μk = μk = μk = 𝐹 𝑁 𝐹𝑘 𝑚.𝑔 3,2 11.9 μk = 2,689 x 10-1 Kaca μk = μk = μk = 𝐹 𝑁 𝐹𝑘 𝑚.𝑔 3,8 11,9 μk = 3,193 x 10-1 2. Tunjukkan bagaimana pengaruh massa beban terhadap besar gaya gesek dengan membandingkan besar gaya gesek pada hasil percobaan 1 dengan percobaan 2 ! a.) Gaya Gesek Statis ( Percobaan 1 : Percobaan 2 ) - - - Pada Meja Kayu Fs1 : Fs2 4 : 4,5 1 : 1,125 Fs1 < Fs2 Pada Lantai Kasar Fs1 : Fs2 3,5 : 5 1 : 1,428 Fs1 < Fs2 Pada Kaca Fs1 : Fs2 4 : 4,5 1 : 1,125 Fs1 < Fs2 b.) Gaya Gesek Kinetis ( Percobaan 1 : Percobaan 2 ) - - - Pada Meja Kayu Fk1 : Fk2 2 : 2,5 1 : 1,25 Fk1 < Fk2 Pada Lantai Kasar Fk1 : Fk2 3 : 3,4 1 : 1,133 Fk1 < Fk2 Pada Kaca Fk1 : Fk2 3 : 3,8 1 : 1,267 Fk1 < Fk2 Setiap perbandingan di atas menunjukkan gaya gesek yang terjadi pada percobaan kedua lebih besar daripada gaya gesek yang terjadi pada percobaan pertama, baik gaya gesek statis maupun kinetis. Yang berbeda dari percobaan pertama dan kedua adalah massa bebannya, dimana percobaan pertama menggunakan beban dengan massa 1,0985 kg sedangkan yang kedua dengan massa 1,1985 kg(ditambah 0,1 kg). Artinya saat massa beban ditambahkan, maka gaya gesek yang terjadi pada benda ikut bertambah. VII. Pembahasan 1. Berapa gaya gesek yang dialami benda dalam keadaan diam/tepat akan bergerak ? Jawab : Gaya gesekan statis ( fs ) bekerja saat benda dalam keadaan diam dan nilainya mulai dari nol sampai suatu harga maksimum. Jika gaya tarik/dorong yang bekerja pada suatu benda lebih kecil dari gaya gesekan statis maksimum ( fs < fsmax ), maka benda masih dalam keadaan diam dan gaya gesekan yang bekerja mempunyai besar yang sama dengan nilai gaya tarik/dorong pada benda tersebut. Sedangkan saat benda tepat akan bergerak, besarnya gaya gesek ( fs ) = gaya luar yang diberikan pada benda. 2. Apakah gaya gesek yang dialami benda berubah ubah nilainya ? Jelaskan ! Jawab : Iya, gaya gesek yang dialami benda berubah ubah nilainya. Karena bergantung pada keadaan benda, ketika benda dalam keadaan diam atau hendak akan bergerak, maka benda mengalami gaya gesek statis. Sedangkan saat benda bergerak gaya gesek yang terjadi adalah gaya gesek kinetis. Besar antara gaya gesek statis dam kinetis tentu berbeda. Umumnya gaya gesek statis lebih besar daripada gaya gesek kinetis. 3. Jelaskan gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis ! Jawab : a.) Gaya gesek statis Gaya gesek statis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda yang diam atau hampir bergerak. Jika gaya gesek bekerja pada benda yang diam maka disebut gaya gesek statis (fs) sedangkan apabila gaya gesek bekerja pada benda yang tepat akan bergerak, maka disebut gaya gesek statis maksimum (fsmaks). Berdasarkan Hukum Newton I, selama benda masih diam berarti resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut adalah nol. Dengan demikian, selama benda masih diam, gaya gesek statis selalu sama dengan gaya yang bekerja pada benda tersebut. Secara matematis, rumus gaya gesek statis dinyatakan sebagai berikut. Keterangan : fs = μsN N=gaya normal. fs = gaya gesek statis. μs = koefisien gesek statis. b.) Gaya Gesek Kinetis Gaya gesek kinetis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda yang bergerak. Gaya gesek kinetis dilambangkan dengan fk. Gaya ini termasuk gaya dissipatif, yaitu gaya dengan usaha yang dilakukan akan berubah menjadi kalor (panas). Hubungan antara gaya gesek, koefisien gesek kinetis (μk), dan gaya normal diberikan dalam persamaan berikut ini. Keterangan : fk = μkN N=gaya normal. Fk = gaya gesek kinetis. Μk = koefisien gesek kinetis. Gaya Gesek Statis Gaya Gesek Kinetis Bekerja pada benda yang diam atau tepat akan bergerak (hampir bergerak) Bekerja pada benda yang bergerak Rumus: fs = μsN Rumus: fk = μkN Nilai koefisien gesekan lebih besar Nilai koefisien gesekan lebih kecil Nilainya selalu berubah bergantung pada gaya F yang bekerja pada suatu benda Nilainya selalu tetap tidak bergantung pada kecepatan dan percepatan benda (baik GLB maupun GLBB) Nilai maksimum dicapai ketika benda tepat akan bergerak Tidak ada nilai maksimum 4. Bagaimana hubungan antara tingkat kekasaran permukaan terhadap gaya gesek yang bekerja ? Jawab : Bidang yang kasar mempunyai gaya gesekan lebih besar daripada bidang yang licin. Kasar dan licinnya bidang dinyatakan dengan suatu angka yang disebut koefisien gesek (μ). Bidang kasar memiliki koefisien gesek yang besar, sedangkan bidang yang licin sempurna memiliki koefisien gesekan sama dengan nol. Dengan demikian, rentang nilai koefisien gaya gesek adalah sebagai berikut. 0≤μ≤1 - Contoh dari data percobaan μs meja kayu = 0,3669 Fs = 4 N μs lantai kasar = 0,3211 Fs = 3,5 N 5. Bagaimana pengaruh massa beban terhadap gaya gesek ? Jawab : Semakin besar massa beban, makin besar gaya gesek yang terjadi. Kita dapat melihat dari rumus gaya gesek yakni Fges = μ.N , dimana gaya normal sebanding dengan gaya gesek, artinya makin besar gaya normal, makin besar gaya gesek yang terjadi. Gaya normal sebanding dengan berat dimana rumus berat menunjukkan kesebandingan antara berat dan massa. W = m.g - W=N Fges = μ.N Dari data percobaan yang kita dapat juga menunjukkan hal yang sama. Dimana gaya gesek pada percobaan kedua(dengan beban 1,1985 kg) lebih besar daripada gaya gesek yang terjadi pada percobaan pertama(dengan beban 1,0985 kg). 6. Faktor- faktor apa sajakah yang mempengaruhi gaya gesek ? Jawab : Besarnya gaya gesek yang bekerja pada suatu benda dipengaruhi oleh dua faktor yaitu sebagai berikut. a.) Tingkat kekasaran permukaan benda yang bersinggungan Semakin kasar permukaan benda makin besar gaya gesek yang dapat terjadi olehnya( makin mendekati 1 ), sebaliknya makin licin permukaan benda makin kecil gaya gesek yang dapat terjadi( makin mendekati 0 ). b.) Gaya normal dan Massa beban Pada percobaan ini, dilakukan pengukuran gaya dengan mengubah berat masingmasing benda. Gaya normal juga mempengaruhi besarnya gaya gesekan yang terjadi, karena berdasarkan konsep gaya gesek menyatakan bahwa gaya normal berbanding lurus terhadap gaya gesekan. Artinya semakin besar gaya normal yang diberikan pada suatu benda maka semakin besar pula gaya gesekan yang terjadi. Hal ini sesuai dengan hasil yang didapatkan yang dapat di lihat dari data hasil percobaan. 7. Sebutkan beberapa contoh gaya gesek yang merugikan ! (min.3) Jawab : - Gaya gesek antara alas kaki dan aspal Sepatu dan sandal yang kita gunakan terus menerus lambat laun alasnya akan menipis. Ini disebabkan gaya gesek antara alas kaki dan aspal yang bekerja terus menerus. - Gesekan antara ban kendaraan dengan aspal Gesekan antara ban dengan aspal mengakibatkan ban menjadi aus. - Gaya gesekan udara dengan benda yang begerak. Contohnya mobil balap didesain sedemikian rupa supaya gaya gesekan udara tidak mengurangi kelajuan mobil. Bentuk mobil dengan memperkecil gaya gesekan udara disebut bentuk mobil yang aerodinamis. 8. Sebutkan beberapa contoh gaya gesek yang menguntungkan ! (min.3) Jawab : - Gesekan antara dua telapak tangan Dengan menggesek-gesekkan kedua telapang tangan secara kontinu maka akan menimbulkan panas yang dapat sedikit menghangatkan tubuh kita. - Gaya gesek antara bow (busur) dengan senar biola Gesekan yang terjadi antara busur dengan senar biola akan menghasilkan suara yang merdu dan enak didengar. - Gaya gesek antara gergaji dan kayu Gergaji dibuat runcing, tipis, dan bergerigi untuk menghasilkan gaya gesek yang besar agar dapat memotong kayu. - Gaya gesek antara penghapus dan tulisan Penghapus yang digerakan maju mundur dapat menciptakan gaya yang dapat melepaskan partikel pensil di kertas - Gaya gesek antara amplas dan kayu Dengan permukaannya yang kasar, amplas menghasilkan gaya gesek yang sangat besar sehingga mampu membuat permukaan benda lain yang bersinggungan dengannya menjadi halus. VIII. Kesimpulan Jadi, melalui percobaan ini, hal yang dapat saya simpulkan adalah : 1. Gaya gesek dipengaruhi dua hal, yakni tingkat kekasaran benda (koefisien gesek) dan besarnya gaya normal benda. 2. Semakin kasar permukaan suatu benda, semakin besar gaya gesek yang dapat dihasilkannya, dan sebaliknya. 3. Semakin besar massa atau gaya normal suatu benda, semakin besar juga gaya gesek yang dapat terjadi akibat benda tersebut. 4. Gaya gesek statis umumnya lebih besar daripada gaya gesek kinetis. IX. Daftar Pustaka Fau, Teodora Nirmala. “Penulisan Daftar Pustaka”, https://www.studiobelajar.com/penulisan-daftar-pustaka , diakses pada 10 Maret 2019 pukul 19.53. Rahmawati, Ita. 2016. “Gaya Gesekan yang Menguntungkan dan Merugikan” https://pendidikan.id/main/forum/diskusi-pendidikan/mata-pelajaran/4139-gaya-gesekanyang-menguntungkan-dan-merugikan , diakses pada 11 Maret 2019 pukul 23.27. Saragih, Haris Lazuar. 2014. “Laporan Gaya Gesek Praktikum Fisika”, https://semuanyaadasaja.blogspot.com/2017/10/laporan-gaya-gesek-praktikumfisika.html , diakses pada 10 Maret 2019 pukul 20.06. Sulthon, Ayoni. 2019. “Cara Menulis Daftar Pustaka”, https://www.domainesia.com/tips/cara-menulis-daftar-pustaka-untuk-karya-ilmiah , diakses pada 10 Maret 2019 pukul 18.00.