KOEFISIEN GESEKAN

ABSTRAK

Pada percobaan koefisien gesek ini bertujuan untuk menentukan koefisien gesek statis dan kinetis antar dua permukaan. Metode yang digunakan adalah dengan merangkai alat sedemikian rupa, memberinya beban (m2) sehingga balok tepat akan bergerak memeriksanya dengan mengetok balok pelan – pelan. Mengulangi percobaan tersebut dengan memanipulasi (m2) sehingga dapat diketahui µs. Percobaan selanjutnya merangkai alat seperti percobaan pertama dengan mengontrol (m1) dan (m2) tetapi memanipulasi jaraknya sehingga dapat diketahui waktu yang ditempuh. Dengan memasukkan kerumus maka besarnya µk dapat ketahui. Pada percobaan pertama dapat diketahui besarnya µs yaitu 0,33 dengan taraf ketelitian 98,3%. Pada percobaan kedua dapat diketahui besarnya µk yaitu 0.39.Tetapi pada percobaan tersebut besarnya µk lebih besar dari pada µs hal ini tidak sesuai dengan teori yaitu µk lebih kecil dari pada µs. Dari percobaan ini dapat diketahui bahwa koefisien gesek statis terjadi pada saat benda masih diam atau tepat akan bergerak sedangkan koefisien gesek kinetis terjadi pada saat benda sudah bergerak.

I. PENDAHULUAN                                                                                                                                   

Dua benda yang bersentuhan akan mengalami gesekan. Misalnya ban sepeda motor yang dibuat kasar untuk memperbesar gesekan antar ban dengan aspal sehingga dapat menghindari terpelesetnya sepeda motor. 

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah menentukan koefisien gesek statis dan koefisien gesek kinetis antara dua permukaan. Adapun rumusan masalah dari percobaan ini adalah “Bagaimanakah cara menentukan koefisien gesek statis dan kinetis antara dua permukaan?”.

II. DASAR TEORI

            Jika suatu balok dilepas di udara akan jatuh karena pada balok bekerja gaya gravitasi bumi. Tetapi jika balok diletakkan di atas meja, balok tidak jatuh dari meja karena terdapat gaya tekan permukaan meja yang bekerja pada balok ketika balok dan meja bersentuhan. Setiap benda yang bersentuhan akan memiliki gaya gesek, gaya gesek itu sendiri tidak bisa dilihat karena gaya gesek benda arahnya selalu berlawanan dengan gerakan benda, Walaupun benda tidak  bergerak gaya gesek tersebut tetap terjadi pada permukaan

Gaya gesek statis yang terjadi antara dua permukaan akan lebih besar jika benda dalam keadaan diam dan gaya gesek statis akan keadaan maximum jika benda dalam keadaan tepat akan bergerak. Benda dalam keadaan diam jika diberi gaya kecil, gaya kecil yang diberikan dibuat setimbang dengan gaya gesek yang timbul pada balok oleh bidang. Kemudian diperbesar oleh gaya yang dikerjakan sehingga pada suatu saat benda tepat akan bergerak. Pada saat ini gaya gesek sudah mencapai maximum. Ketika benda itu bergerak, sehingga diperlukan gaya yang kecil untuk menjaga kecepatan konstan. Koefisien gesek statis akan lebih besar jika massa benda kedua (m2) lebih besar dari pada massa benda pertama (m1).

Pada gaya gesek kinetis (dinamis) terjadi ketika dua benda bergerak relatif satu sama lainnya dan saling bergesekan. Koefisien gesek kinetis biasanya dinotasikan dengan µk dan pada umumnya mempunyai nilai yang lebih kecil jika dibandingkan dengan µs.

Telah diketahui bahwa kekasaran permukaan bidang sentuh mempengaruhi besar kecilnya gesekan. Kekasaran permukaan ini dinyatakan dalam koefisien gesek (µ). Gaya normal (N) juga mempengaruhi besar kecilnya gaya gesekan. Hubungan gaya gesek (f), koefisien gesek (µ) dan gaya normal (N), dinyatakan denganpersamaan pendekatan sebagai berikut :

Untuk gaya gesek statis (fs)

fs = µs.N

Untuk gaya gesek kinetis (fk)

fk = µk.N

Nilai koefisien gesek dari dua permukaan yang bergesekan menunjukkan nilai kekasaran kedua permukaan tersebut. Nilai ini berkisar antara 0 dan 1. Jadi secar metematis nilai koefisien gesekan (u) ini dapat dinyatakan 0≤µ≤1 artinya

µ=0: bila permukaan yang bergesekan licin sempurna

Gaya gesek statis maksimum sama besar dengan gaya kecil yang diperlukan untuk memulai menggerakan benda. Begitu bergerak gaya gesek yang bekerja diantara permukaan mengecil, sehingga hanya diperlukan gaya yang kecil untuk menjaga kecepatan konstan.

Jika F < fs maksimum (benda diam)

Jika F = fa maksimum (benda tepat dapat bergerak)

Jika F > fs maksimum (benda bergerak)

                                     

Hipotesis

Koefisien gesek statis yang diperoleh akan selalu lebih besar dari koefisien gesek kinetis.

III. METODE PERCOBAAN

A  Alat dan Bahan

1.      Papan               1 buah 

2.      Balok kayu       1 buah

3.      Katrol              1 buah

4.      Beban              1 set

5.      Stopwatch        1 buah

6.      Meteran           1 buah

7.      Neraca teknis   1 buah

8.      Benang nilon

B  Gambar Rancangan Percobaan

C  Langkah – langkah Percobaan

1.      Menentukan koefisien gesek statis

Pertama menimbang massa balok (m1) dan massa beban (m2). Mengatur alat seperti pada gambar. Memberikan beban (m2) memeriksanya dengan mengetok meja pela – pelan sehingga balok tepat akan bergerak. Kemudian mencatat massa (m1) dan (m2). Mengulangi percobaan itu sebanyak enam kali sehingga memperoleh data.

2.      Menentukan koefisien gesek kinetis.

Menggunakan (m1) dan (m2) yang telah diketahui massanya tadi. Mengatur kembali alat – alat seperti percobaan pertama. Memberikan beban sehingga balok bergerak lurus berubah beraturan. Mencatat (m1), (m2), jarak perpindahan dan waktu tempuh. Mengulangi percobaan sebanyak lima kali dengan memanipulasi jarak perpindahan dan mengontrol (m1) dan (m2). Mencatat waktu tempuh. Sehingga memperoleh data yang diinginkan.

D Identifikasi Variabel.

1.      Pada percobaan koefisien gesek statis

Variabel manipulasi : massa (m1) dan (m2).

Variabel kontrol : massa penggerak

Variabel respon :perubahan keadaan awal hingga akhir sehingga dapat mengetahui koefisien gesek statis maksimum yaitu pada saat benda tepat akan bergerak.

2.      Pada percobaan koefisien gesek kinetis.

Variabel manipulasi : jarak tempuh

Variabel kontrol : massa (m1) dan (m2)

Variabel kontrol : waktu tempuh

IV.  DATA DAN ANALISIS

A  Data

1.   Menentukan koefisien gesek statis

Percobaan ke-	(m1 ± 0,1) g	(m2 ± 0,1) g	µs
1	193	55	0,29
2	243	65	0,27
3	263	75	0,29
4	293	105	0,36
5	313	110	0,35
6	343	150	0,44

2  Menentukan gaya gesek kinetis

Perco ke-	(m1 ± 0,1) g	(m2 ± 0,1) g	(s ± 0,1)cm	(t ± 0,2 ) s	µk
1	193	100	20	0,6	0,35
2	193	100	30	0,72	0,34
3	193	100	40	1,12	0,43
4	193	100	50	1,16	0,41
5	193	100	50	1,36	0,42

B  Analisis

1 Menentukan gaya gesek statis

            Pada percobaan koefisien gesekan untuk menentukan koefisien gesek statis yaitu dapat menggunakan rumus

µs = m2/m1

Dapat digambar dengan grafik sebagai berikut

Add caption

Percobaan ke- m1 m2 1 193 55 2 243 65 3 263 75 4 293 105 5 313 110 6 343 150 Grafik diatas menggambarkan hubungan antara m1 dan m2 Pada sumbu y sebagai m2 dan pada sumbu x sebagai m1. Sehingga dapat mengetahui besarnya nilai µs. Apabila m2 lebih besar dari m1 maka akan diperoleh µs yang besar pula. Dengan taraf ketelitian sebesar 90,3% dan ketidak pastiannya sebesar 9,7%. Jadi dapat diketahui bahwa garis linear pada grafik diatas menggambarkan besarnya nilai µs. 2 Menentukan gaya gesek kinetis        Pada percobaan koefisien untuk menentukan gaya gesek kinetis yaitu dapat  menggunakan rumus sebagai berikut µk = (m2/m1) – (1 + m2/m1)          (2s/gt²)     Apabila jarak yang ditempuh semakin jauh maka waktu yang diperlukan juga akan semakin lama sehingga dapat berpengaruh pada besarnya koefisien gesek kinetis. Dengan taraf keteliyian sebesar 94.2%. V.  DISKUSI        Pada percobaan koefisien gesekan setelah mengethui besarnya nilai µs dan µk. Maka hasil dari percobaan kami tidak sesuai dengan konsep yaitu µs lebih besar dari µk tetapi pada percobaan kami µk lebih besar dari pada µs. Hal ini dikarenakan kurang pahamnya kami pada materi percobaan yang kami lakukan dan kurang telitinya kami dalam membaca alat – alat yang digunakan. VI.  PENUTUP 1  Kesimpulan      Berdasarkan percobaan yang kami lakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut 1.      Koefisien gesek statis dapat diketahui ketika benda dalam keadaan diam atau tepat akan bergerak. 2.      Koefisien gesek kinetis dapat diketahui ketika benda dalam keadaan sudah bergerak. 3.      Gaya gesek statis lebih besar dari pada gaya gesek kinetis  ( fs > fk ). 2  Saran – Saran          Adapun saran dari penulis yakni A.     Sebelum melakukan percobaan harus memahami materi percobaan tersebut. B.     Percobaan harus dilakukan dengan sabar dan hati – hati, sehingga memperoleh data yang valid, terutama dalam membaca skala pada alat yang digunakan. DAFTAR PUSTAKA Tim Fisika Dasar. 2010, Panduan Praktikum Fisika Dasar 1. Surabaya : Unipress UNESA Dosen – Dosen ITS. 2009. Fisika 1 Kinematika – Dinamika – Getaran – Panas. Surabaya : ITS http: // id.wikipedia.org/wiki/Gaya gesek

(t ± 0,2 ) s

µk