GAYA GESEK PADA BIDANG MIRING
I.
Rumusan Masalah
Bagaimanakah pengaruh sudut kemiringan suatu bidang
miring terhadap koefisien gesek kinetik bidang miring?
II.
Identifikasi variabel
·
Variabel tetap
Variabel yang dijaga tetap /
tidak berubah. Dalam hal ini variabel tetapnya
adalah massa
balok(m) dan percepatan grafitasi (g)
·
Variabel manipulasi
Variabel yang sengaja di ubah-ubah pada setiap percobaan.
Variabel manipulasi dalam percobaan ini adalah : sudut
kemiringan bidang (θ).
·
Variabel Respon
Variabel yang besarnya / nilainya dipengaruhi oleh variabel
manipulasi.
Variabel Respon dalam percobaan ini adalah : koefisien gesek
kinetik bidang miring (μk).
·
Variabel Pengganggu
Variabel yang harus diminimalisir pengaruhnya terhadap variabel-variable
lain dalam percobaan.
Dalam percobaan ini yang menjadi variabel pengganggu adalah
:
-
Getaran pada bidang
miring
-
Kelenturan bidang
miring
III.
Definisi Operasional Variabel
— Sudut Kemiringan Bidang (θ)
Adalah sudut yang dibentuk oleh
permukaan bidang datar dengan permukaan bidang miring. Sudut kemiringan bidang diukur menggunakan busur derajat.
— Massa Balok (m)
Adalah massa
benda / balok yang diperoleh dengan cara menimbang balok tersebut dengan
menggunakan neraca Ohauss.
— Percepatan Gravitasi (g)
Adalah percepatan grafitasi yang umum digunakan yaitu 9,8 ms-2.
— Koefisien Gesek Kinetik (μk)
Koefisien gesek kinetik menunjukkan tingkat kekasaran suatu
bidang, yang bersifat menghambat gerak benda pada bidang tersebut.
— Bidang Miring
Suatu bidang yang terbuat dari papan / triplek / melamin
yang dapat diatur kemiringannya sehingga membentuk sudut θ terhadap bidang
datar.
IV.
Hipotesis
Besarnya koefisien gesek kinetik suatu bidang
miring tidak dipengaruhi oleh besarnya sudut kemiringan bidang.
V.
Alat dan Bahan Yang Diperlukan
-
Papan melamin
-
Paku triplek
-
Kayu reng
-
Lakban
-
Amplas
-
Balok
-
Busur derajat
-
Mistar
-
Stopwatch
-
Neraca Ohaus
VI.
Persiapan Langkah-Langkah Kerja
Langkah kerja pembuatan alat peraga.
1. Memotong melamin berukuran 120
cm x 15 cm sebanyak 2 lembar.
2. Memotong kayu reng berukuran
panjang 120 cm sebanyak 4 batang.
3. Mengamplas permukaan sisi reng
agar halus dan juga mengamplas bagian tepi melamin yang kasar karena potongan
gergaji agar halus.
4. Reng diposisikan sejajar pada
sisi-sisi panjang bagian tepi melamin kemudian di paku dengan paku triplek.
5.
Kedua melamin tersebut
ditumpuk sejajar kemudian pada bagian ujungnya disatukan dengan perekat lakban.
Sehingga salah satu melamin berfungsi sebagai bidang miring dan yang lain
sebagai bidang datar.
6.
Pasang busur derajat
pada bidang datar melamin yang membentuk sudut, sehingga garis siku busur
derajat tepat terpasang pada ujung bidang datar melamin yang membentuk sudut.
7. Pasanglah mistar / pita meter
pada bagian tepi bidang miring.
8.
Siapkan balok kayu atau
apa saja yang berfungsi sebagai benda yang bergerak pada bidang miring.
9.
Buatlah penyangga
bidang miring.
VII.
Langkah Kerja Uji Coba Alat
Peraga / Pelaksaaan
1. Siapkan seperangkat alat papan
miring lengkap dengan tiang penyangga.
2. Bacalah busur derajat,
berapakah sudut kemiringan bidang miring.
3.
Letakan balok diatas
bidang miring, pada sudut berapapun, usahakan ketinggian balok dari bidang
datar tetap sama.
4.
Lepaskan balok diatas
bidang miring dan ukurlah menggunakan stopwatch waktu yang diperoleh oleh balok
dari mulai bergerak sampai diujung bawah bidang miring.
5. Lakukan percobaan tersebut
berulang-ulang dengan besar sudut kemiringan yang berbeda-beda.
VIII.
Pengumpulan Data
No
|
m(kg)
|
θ
|
S(m)
|
t(sekon)
|
|
Sin θ
|
Cos θ
|
g sin θ - a
g Cos θ
|
1
|
0,06165
|
29
|
0.990
|
1,68
|
0,7015
|
0,4848
|
0,8746
|
0,4725
|
2
|
0,06165
|
30
|
0,965
|
1,66
|
0,7004
|
0,5000
|
0,8661
|
0,4949
|
3
|
0,06165
|
33
|
0,875
|
1,32
|
1,0044
|
0,5446
|
0,8387
|
0,5271
|
4
|
0,06165
|
37
|
0,835
|
0,83
|
2,4242
|
0,6018
|
0,7986
|
0,4438
|
5
|
0,06165
|
40
|
0,740
|
0,80
|
2,3125
|
0,6428
|
0,7660
|
0,5311
|
6
|
0,06165
|
45
|
0,695
|
0,69
|
3,5021
|
0,7071
|
0,7071
|
0,4946
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IX.
Anilisa Data
Persamaan
kecepatan benda dapat diperoleh dari integral persaman percepatan
a =
dV = adt
∫dV = ∫ adt
|
|
|
V = V0 + at
Persaman perpindahan benda dapat diperoleh dari integral
persaman kecepatan
V =
dS = Vdt
|
|
|
|
|
S = Vot + ½ at2
Karena kecepatan awal benda =nol (benda diam), maka
percepatan benda dapat dirumuskan sbb :
a =
Gerak pada bidang miring, berlaku
Σ F = m . a
mg sin θ –
fk = m . a
mg sin θ – μk N = m . a
mg sin θ –
μk . mg cos θ = m . a
μk . mg Cos θ = mg sin θ – m . a
μk = mg
sin θ – m . a
mg Cos θ
|
g cos θ
Percobaan
|
μ
|
| μ - μ |
|
| μ - μ |2
|
1
|
0.4275
|
0.014
|
0.000196
|
2
|
0.4949
|
0.0084
|
0.00007056
|
3
|
0.5271
|
0.0406
|
0.00164836
|
4
|
0.4438
|
0.0427
|
0.00182329
|
5
|
0.5311
|
0.0446
|
0.00198916
|
6
|
0.4946
|
0.0081
|
0.00006561
|
N = 6
|
μ = 0.4685
|
Σ(μ – μ)
= 0.0264
|
Σ(μ –
μ)= 0.000965497
|
|
|
|
|
6
= 0.4685
|
|
N
δ = 0.0044
Devasi Root Mean Square (δrms)
|
N
δrms = 1/6 x 0.000965497
= 0,0127
δR = x 100 %
= =2,611%
Karena δR<10% maka = ( µ ± δrms )
= (0,4865 0,0127)
Dari data percobaan tersebut ternyata
koefisien data kinetik bidang miring relatif sama pada setiap sudut kemiringan
bidang yang berbeda.
X.
Kesimpulan
a.
Hipotesis diterima
b.
Koefisien gesek kinetik suatu bidang miring tidak dipengaruhi oleh besarnya
sudut kemiringan bidang.
c.
Besarnya sudut kemiringan suatu bidang akan mempengaruhi besarnya percepatan
benda di atas bidang tsb.
d.
Penerapan dalam kehidupan sehari-hari.
—
Bidang miring bagian belakang mobil bok pengangkut barang.
—
Atap rumah sudut kemiringannya lebih besar daripada atap rumah asbes atau
seng
—
Jalan menanjak atau menurun
Tidak ada komentar:
Posting Komentar