LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR - DINAMIKA GERAK
DINAMIKA
GERAK
(Laporan Praktikum Fisika Dasar Pertanian)
Oleh :
KELOMPOK 5
Amalia
Agustin 1654071009
Dahlia 1614071063
Firnando
Anggi S 1954071010
Hendi 1954071008
M Arby Az
Zumar 1914071020
M Jakarya
Harahap 1914071010
Nabila
Oktavia 1914071034
Selfi
Apriliana S 1914071038
LABORATORIUM FISIKA DASAR PERTANIAN
JURUSAN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
2019
LEMBAR PENGESAHAN
Judul : Dinamika Gerak
Tempat : Laboratorium Fisika
Dasar Pertanian
Hari/Tanggal : Selasa, 10 September 2019
Jurusan : Teknik Pertanian
Fakultas : Pertanian
Kelompok : V (Lima)
Bandar
Lampung, 10 September 2019
Mengetahui,
Asisten
Aditia
Adwijaya
NPM.
1854071006
I. PENDAHULUAN
1.1
Latar
Belakang
Gaya
gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau kecenderungan benda
akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan dimana
sebuah benda diam atau meluncur pada suatu permukaan yang memberikan gaya-gaya
kepadanya. Setiap kali dua benda berinteraksi akibat kontak langsung (sentuhan)
dari permukaan-permukaan maka gaya-gaya interaksinya disebut gaya kontak. Gaya
gesekan juga selalu terjadi antara permukaan benda padat yang bersentuhan,
sekalipun benda tersebut sangat licin. Ketika sebuah benda bergerak, misalnya
ketika sebuah buku didorong di atas permukaan meja, gerakan buku tersebut
mengalami hambatan dan akhirnya akan berhenti, karena terjadi sebuah gesekan
antara permukaan buku dengan permukaan meja serta gesekan antara permukaan buku
dengan udara.
Memahami
akan pentingnya gaya gesek merupakan hal yang penting dalam kehidupan manusia.
Sehingga kita perlu mengetahui peran penting dan besarnya dalam kehidupan melalui
praktikum ini, yaitu menentukan koefisien gesek bahan. Dalam melakukan
praktikum ini tentu kita tidak lepas dengan Hukum-Hukum Newton, karena inilah
yang mendasari kegiatan praktikum ini. Di kehidupan sehari-hari kita tidak
terlepas dari bantuan gaya gesekan, walaupun terkadang kita tidak menyadarinya.
Akibat dari pentingnya pengetahuan untuk memahami tentang gaya gesek dalam
kehidupan sehari-hari maka dilakukan percobaan ini.
1.2 Tujuan
Tujuan
dilaksanakan praktikum adalah sebagai berikut :
1. Menghitung
gaya gesek dan koefisien gerak.
2.
Menghitung percepatan
benda bergerak.
II. TINJAUAN PUSTAKA
Permukaan sebuah benda meluncur di atas permukaan benda lain masing-masing benda akan saling melakukan gaya gesekan, sejajar dengan permukaan. Gaya gesekan terhadap tiap benda berlawanan arahnya dengan arah gerakannya relatif terhadap benda “lawan ”nya. Jadi jika sebuah balok meluncur dari kiri ke kanan di atas permukaan sebuah meja. Suatu gaya gesek ke kiri akan bekerja terhadap meja. Gaya gesekan juga ada yang bekerja dalam keadaan tidak terjadi gerakan relatif. Suatu gaya horizontal terhadap sebuah peti berat yang terletak dilantai mungkin saja tidak cukup besar untuk menggerakkan peti itu. Karena gaya tersebut terimbangi oleh suatu gaya gesekan yang besarnya sama dengan berlawanan arah, yang dikerjakan oleh lantai terhadap peti(Francis,1998).
Gaya
gesek adalah gaya yang melawan arah gaya relatifnya. Gaya gesek dibagi menjadi
dua, gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Gaya gesek statis adalah
singgungan dua benda pada saat keadaan diam, atau saat benda dalam keadaan diam
dalam bidang horizontal. Gaya gesek kinetis adalah gaya luncuran pada benda
yang bergerak di permukaan kasar. Gaya gesek kinetis berlawanan dengan
kecepatan benda formula yang dipakai untuk mencari koefisien dari gesek statis
dan kinetis adalah Fs = µs x N untuk gaya gesek statis
dan formula Fk = µk x N untuk gaya gesek kinetis pada
benda(Giancolli, 1998).
Pada gaya gesek terdapat gaya normal yaitu gaya yang dilakukan benda terhadap benda lain dengan arah
tegak lurus bidang antara permukaan benda. Secara matematika hubungan antara
gaya gesek dengan gaya normal adalah sebagai berikut :
Fs < µk . N dan Fs > µs . N
Tanda sama dengan itu menunjukkan bila gaya gesek mencapai maksimum.
Besar µk dan µs tergantung pada sifat permukaan yang saling bergesekan harganya
bisa lebih besar dari suatu yang biasanya lebih kecil(Faradah,1987)
Hukum-hukum
tentang gesekan adalah hukum yang berdasarkan pengalaman. Gesekan suatu benda
yang menggelinding di atas permukaan dilawan oleh gaya yang timbul akibat perubahan
bentuk permukaan yang bersinggungan. Contoh sebuah kubus diam pada suatu bidang
miring memiliki sudut, kemudian diperbesar sudutnya maka kubus akan mulai
tergelincir(Astuti,1997).
Dalam
percobaan kali ini akan berlaku hukum newton I dan II. Hukum newton I
menyatakan “setiap benda akan berada dalam keadaan diam atau bergerak lurus
beraturan kecuali jika dipaksa untuk mengubah keadaan ini oleh gaya-gaya yang
berpengaruh padanya”. Sesungguhnya Hukum Newton ini memberikan pernyataan
tentang kerangka acuan. Pada umumnya percepatan suatu benda bergantung kerangka
acuan mana ia diukur. Hukum ini menyatakan bahwa jika tidak ada benda lain
didekatnya (artinya tidak ada gaya yang bekerja, karena setiap gaya harus
dikaitkan dengan benda dan dengan lingkungannya) maka dapat dicari suatu
keluarga kerangka acuan sehingga suatu partikel tidak mengalami percepatan (Silaban,sucipto, 1985).
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum
ini dilaksanakan pada hari Selasa, 10 September 2019 di Laboratorium Fisika
Dasar Pertanian, Jurusan Teknik Pertanian¸ Fakultas Pertanian, Universitas
Lampung.
3.2 Alat dan Bahan
Alat-alat
yang digunakan pada praktikum adalah papan kayu sepanjang 1 meter, stopwatch,
spidol, busur, mistar ukur, dan timbangan. Bahan yang digunakan pada praktikum
adalah balok kayu.
3.3 Prosedur Kerja
Prosedur
kerja yang dilakukan pada praktikum Dinamika Gerak untuk percobaan 1 adalah
sebagai berikut :
Diletakkan
papan di atas meja, pada posisi mendatar.
Diletakkan
potongan balok (ditimbang terlbih dahulu dan dicatat bobotnya) di atas papan
(posisi di tengah).
Diangkat salah satu ujung papan
pelan-pelan, terus sampai balok meluncur.
Diukur
sudut kemiringan papan (θ) dengan busur derajat, pada saat balok meluncur.
Dicatat dan diulangi langkah 1 sampai 4
sebanyak tiga kali.
Dihitung
gaya gesek (Fs) maksimum dan koefisien gesek statis (µs)
dengan melihat vektor kesetimbangan gaya.
Hasil.
Prosedur kerja
yang dilakukan dalam praktikum Dinamika Gerak pada percobaaan kedua adalah
sebagai berikut :
Disiapkan
papan dan ditandai dengan spidol titik 0 dan 1 berjarak 75 cm (0,75 m).
Dimiringkan
papan tersebut, dengan besar sudut 30o.
Diletakkan
balok pada titik 0 dan diluncurkan, pada saat yang bersamaan, ditekan tombol ON
stopwach.
Pada
saat balok sampai di titik 1, ditekan tombol OFF stopwatch. Dihitung waktu
balok kayu meluncur sejauh 0,75 m.
Diulangi
langkah 2-4 sampai 3 kali.
Hasil
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Tabel
1. Hasil Percobaan 1 : Statik
Ulangan |
Fs (N) |
µs |
1 |
0,18 |
0,42 |
2 |
0,37 |
0,62 |
3 |
0,15 |
0,38 |
Rata-rata |
0,23 |
0,47 |
Standar Deviasi (SD) |
0,11 |
0,12 |
Tabel
2. Hasil Percobaan 2 : Kinetik dengan sudut 30o
Ulangan |
Fk (N) |
µk |
V (m/dt) |
A (m/dt2) |
F (N) |
1 |
0,8 |
0,81 |
1,27 |
2,15 |
0,23 |
2 |
1,08 |
1,10 |
1,87 |
4,67 |
0,51 |
|
0,91 |
0,92 |
1,53 |
3,12 |
0,34 |
Rata-rata |
0,93 |
0,94 |
1,55 |
3,31 |
0,36 |
SD |
0,14 |
0,14 |
0,3 |
1,26 |
0,13 |
Tabel
3. Hasil Percobaan 2 : Kinetik dengan sudut 45o
Ulangan |
Fk (N) |
µk |
V (m/dt) |
A (m/dt2) |
F (N) |
1 |
1,64 |
3,07 |
2,41 |
7,77 |
0,85 |
2 |
1,3 |
1,64 |
1,87 |
4,67 |
0,51 |
3 |
3,01 |
3,81 |
3,57 |
17 |
1,87 |
Rata-rata |
1,98 |
2,50 |
2,61 |
9,81 |
1,07 |
SD |
0,88 |
1,14 |
0,86 |
6,4 |
0,7 |
Tabel
4. Hasil Percobaan 2 : Kinetik dengan sudut 60o
Ulangan |
Fk (N) |
µk |
V (m/dt) |
A (m/dt2) |
F (N) |
1 |
3,52 |
6,45 |
4,16 |
23,11 |
2,54 |
2 |
1,89 |
3,43 |
2,5 |
8,33 |
0,91 |
3 |
3,83 |
6,96 |
4,41 |
25,94 |
2,85 |
Rata-rata |
3,08 |
5,61 |
3,69 |
19,12 |
2,1 |
SD |
1,15 |
1,9 |
1,03 |
9,45 |
1,02 |
4.2 Pembahasan
Berdasarkan
praktikum yang telah dilakukan, didapat data pada percobaan pertama yaitu
koefisien gaya gesek statis. Koefisien gaya gesek statis (µs)
didapat dari penurunan rumus Fs = µs . N menjadi µs =
tanθ. Sehingga µs dapat dicari dengan mengetahui besar sudut antara
papan dengan lantai sehingga balok mengalami perpindahan posisi dari ujung
papan ke ujung papan lainnya. Setelah didapat µs, kita bisa mencari
Fs (gaya gesek statis) dengan mengalikan µs dengan N yang
merupakan gaya yang arahnya tegak lurus dengan permukaan lantai benda.
Lalu
pada percobaan kedua, balok yang akan diletakkan di ujung papan akan dilepaskan
ke ujung lainnya dengan sudut antara papan dengan lantai yang telah ditentukan.
Jika semakin besar sudut yang telah ditentukan, maka hal tesebut berpengaruh pada kecepatan
benda (V) yang lebih besar, percepatan benda yang lebih besar (a), dan gaya (F)
yang lebih besar. Hal ini berarti besar sudut antara papan dengan permukaan
lantai berpengaruh terhadap kecepatan (V), percepatan (a), gaya (F), gaya gesek
kinetis (Fk), dan koefisien gaya gesek kinetis (µk).
Pada percobaan pertama,
didapatkan data koefisien gesek statis (µs) yang besarnya rata-rata
0,47. Hasil itu didapatkan karena sudut antara papan dengan permukaan lantai
saat balok meluncur dari ujung papan ke ujung lainnya. Besar sudut rata-rata
yang didapatkan pada percobaan pertama adalah 26o. Hasil ini berbeda
dengan percobaan kedua yang dilakukan, karena pada percobaan kedua sudut antara
papan dengan permukaan lantai telah ditentukan. Karena sudutnya telah
ditentukan, maka besar koefisien gesek kinetis (µk) nya lebih besar
dibandingkan percobaan pertama. Jadi Perbedaan
percobaan 1 dan 2 yaitu di percobaan pertama mencari sudut kemiringannya
terlebih dahulu lalu menghitung gaya gesek maksimum dan koefisien gesek statis
sedangkan pada percobaan kedua karena sudut telah ditentukan kita hanya mencari
waktu yang diperlukan balok untuk menuju
titik nol,.
Untuk mendorong sebuah benda
yang mempunyai permukaan kasar di atas meja dengan laju konstan dibutuhkan gaya
dengan besar tertentu. Untuk mendorong benda lain yang sama beratnya tetapi
mempunyai permukaan yang licin di atas meja dengan laju yang sama, akan
memerlukan gaya lebih kecil. Jika selapis minyak atau pelumas lainnya
dituangkan antara permukaan benda dan meja, maka hampir tidak diperlukan gaya
sama sekali untuk menggerakkan benda itu. Pada urutan kasus tersebut, gaya yang
diperlukan makin kecil. Sebagai langkah berikutnya, kita bisa membayangkan
sebuah situasi di mana benda tersebut tidak bersentuhan dengan meja sama
sekali, atau ada pelumas yang sempurna antara benda itu dan meja, dan
mengemukakan teori bahwa sekali bergerak, benda tersebut akan melintasi meja
dengan laju yang konstan tanpa ada gaya yang diberikan.
Berdasarkan
penemuan ini, Isaac Newton (1642- 1727), membangun teori geraknya yang
terkenal. Analisis Newton tentang gerak dirangkum dalam “tiga hukum gerak” -nya
yang terkenal. Dalam karya besarnya, Principia
(diterbitkan
tahun 1687), Newton menyatakan terima kasihnya kepada Galileo. Pada
kenyataannya, hukum pertama Newton tentang gerak sangat dekat dengan kesimpulan
Galileo. Hukum I Newton menyatakan bahwa:
“Setiap
benda tetap berada dalam keadaan diam atau bergerak dengan laju tetap sepanjang
garis lurus, kecuali jika diberi gaya total yang tidak nol.”
Kecenderungan
sebuah benda untuk mempertahankan keadaan diam atau gerak tetapnya pada garis
lurus disebut inersia (kelembaman). Sehingga, Hukum I Newton sering
disebut Hukum Inersia. Hukum I Newton tidak selalu berlaku pada setiap
kerangka acuan. Sebagai contoh, jika kerangka acuan kalian tetap di dalam mobil
yang dipercepat, sebuah benda seperti cangkir yang diletakkan di atas dashboard
mungkin bergerak ke arah kalian (cangkir tersebut tetap diam selama
kecepatan mobil konstan). Cangkir dipercepat ke arah kalian tetapi baik kalian
maupun orang atau benda lain memberikan gaya kepada cangkir tersebut dengan
arah berlawanan. Pada kerangka acuan yang dipercepat seperti ini, Hukum I
Newton tidak berlaku. Kerangka acuan di mana Hukum I Newton berlaku disebut kerangka
acuan inersia. Hukum Newton 1 bisa dituliskan dalam rumus ΣF = 0.
Aplikasi
penerapan Hukum Newton 1 dalam kehidupan sehari-hari adalah pada saat kita
mengendarai mobil, lalu kita mengerem secara mendadak. Sontak tubuh kita akan
mempertahankan posisi tubuh kita agar tidak terpental ke depan. Inilah yang
merupakan penerapan dari Hukum Newton 1.
Hukum
I Newton menyatakan bahwa jika tidak ada gaya total yang bekerja pada sebuah
benda, maka benda tersebut akan tetap diam, atau jika sedang bergerak, akan bergerak
lurus beraturan (kecepatan konstan). Selanjutnya, apa yang terjadi jika sebuah
gaya total diberikan pada benda tersebut? Newton berpendapat bahwa kecepatan
akan berubah. Suatu gaya total yang diberikan pada sebuah benda mungkin menyebabkan
lajunya bertambah.
Akan
tetapi, jika gaya total itu mempunyai arah yang berlawanan dengan gerak benda,
gaya tersebut akan memperkecil laju benda. Jika arah gaya total yang bekerja
berbeda arah dengan arah gerak benda, maka arah kecepatannya akan berubah (dan mungkin
besarnya juga). Karena perubahan laju atau kecepatan merupakan percepatan,
berarti dapat dikatakan bahwa gaya total dapat menyebabkan percepatan.
Pengalaman
sehari-hari dapat menjelaskan hubungan antara percepatan dan gaya. Ketika kita
mendorong kereta belanja, maka gaya total yang terjadi merupakan gaya yang kita
berikan dikurangi gaya gesek antara kereta tersebut dengan lantai. Jika kita mendorong
dengan gaya konstan selama selang waktu tertentu, kereta belanja mengalami
percepatan dari keadaan diam sampai laju tertentu, misalnya 4 km/jam.
Jika
kita mendorong dengan gaya dua kali lipat semula, maka kereta belanja mencapai
4 km/jam dalam waktu setengah kali sebelumnya. Ini menunjukkan
percepatan
kereta belanja dua kali lebih besar. Jadi, percepatan sebuah benda berbanding
lurus dengan gaya total yang diberikan. Selain bergantung pada gaya,
percepatan
benda juga bergantung pada massa. Jika kita mendorong kereta belanja yang penuh
dengan belanjaan, kita akan menemukan bahwa kereta yang penuh memiliki percepatan
yang lebih lambat. Dapat disimpulkan bahwa makin besar massa maka akan makin
kecil percepatannya, meskipun gayanya sama. Jadi, percepatan sebuah benda berbanding
terbalik dengan massanya. Hubungan ini selanjutnya dikenal sebagai Hukum II
Newton, yang bunyinya sebagai berikut:
“Percepatan
sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang bekerja padanya dan
berbanding terbalik dengan massanya. Arah percepatan sama dengan arah gaya
total yang bekerja padanya.”
Hukum
II Newton tersebut dirumuskan secara matematis dalam persamaan:
ΣF = m.a
dengan:
a
= percepatan (m/s2)
m
= massa benda (kg)
ΣF
= resultan gaya (N)
Aplikasi
Hukum Newton 2 dalam kehidupan sehari-hari adalah bus yang melaju di jalan raya
akan mendapatkan percepatan yang sebanding dengan gaya dan berbanding terbalik
dengan massa bus tersebut, lalu pada permainan kelereng, kelereng yang
kecil saat dimainkan akan lebih cepat menggelinding, sedangkan kelereng yang lebih
besar relatif lebih lama.
Hukum
II Newton menjelaskan secara kuantitatif bagaimana gaya-gaya memengaruhi gerak.
Tetapi kita mungkin bertanya, dari mana gaya-gaya itu datang? Berdasarkan
pengamatan membuktikan bahwa gaya yang diberikan pada sebuah benda selalu
diberikan oleh benda lain. Sebagai contoh, seekor kuda yang menarik kereta, tangan
seseorang mendorong meja, martil memukul/ mendorong paku, atau magnet menarik
paku. Contoh tersebut menunjukkan bahwa gaya diberikan pada sebuah benda, dan
gaya tersebut diberikan oleh benda lain, misalnya gaya yang diberikan pada meja
diberikan oleh tangan.
Newton
menyadari bahwa hal ini tidak sepenuhnya seperti itu. Memang benar tangan
memberikan gaya pada meja. Tetapi meja tersebut jelas memberikan gaya kembali
kepada tangan. Dengan demikian, Newton berpendapat bahwa kedua benda tersebut harus
dipandang sama. Tangan memberikan gaya pada meja, dan meja memberikan gaya
balik kepada tangan.
Hal
ini merupakan inti dari Hukum III Newton, yaitu: “Ketika suatu benda
memberikan gaya pada benda kedua, benda kedua tersebut memberikan gaya yang
sama besar tetapi berlawanan arah terhadap benda pertama.” . Hukum III
Newton ini kadang dinyatakan sebagai hukum aksi-reaksi, “untuk setiap aksi ada
reaksi yang sama dan berlawanan arah”. Untuk menghindari kesalahpahaman,
sangat
penting untuk mengingat bahwa gaya “aksi” dan gaya “reaksi” bekerja pada benda
yang berbeda.
Aplikasi
Hukum Newton III dalam kehidupan sehari-hari antara lain Ketika kita
menginjakkan kaki ke tanah, berarti kita memberikan sebuah gaya dorong terhadap
tanah tersebut. Gaya yang kaki kita berikan kepada tanah ini merupakan gaya
aksi. Kemudian sebagai respon dari gaya aksi yang kita berikan, maka tanah
memberikan gaya dorong ke kaki kita yang membuat kaki bisa terangkat. Gaya
dorong yang diberikan tanah ini adalah gaya reaksi. Proses ini berlangsung
secara terus menerus sehingga membuat kita dapat berjalan di atas tanah.
Pada
praktikum ini juga terdapat kendala yang menyebabkan hasil yang didapat kurang
akurat. Kendalanya adalah pada saat balok diluncurkan dari papan, balok sering
keluar jalur papan, sehingga percobaan tersebut harus diulangi. Lalu kendala
selanjutnya adalah pada saat menghitung waktu tempuh balok, seringkali saat
menekan tombol stopwatch tidak sesuai pada saat jalannya balok tersebut,
sehingga data yang didapatkan kurang akurat. Kendala yang terakhir adalah pada
saat mengukur sudut antara papan dengan permukaan lantai di percobaan pertama.
Saat menggunakan busur, besar sudut yang didapatkan pada ulangan ke 1, 2, dan 3
memiliki rentang perbedaan yang cukup jauh.
Hubungan antara bentuk permukaan benda dengan gaya
gesek adalah semakin kasar permukaan benda maka gaya gesek akan semakin besar ,
dan sebaliknya apabila semakin halus
permukaan benda maka gaya gesek akan semakin kecil
Selain itu juga, hubungan antara permukaan benda dan
gaya gesek adalah gaya gesek menimbulkan hambatan saat dua benda saling
bersentuhan pada kedua permukaan benda.
V.
KESIMPULAN
Kesimpulan
yang diperoleh dari praktikum yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1.
Gaya gesek rata-rata pada percobaan pertama adalah 0,23 N dan koefisien gaya
geseknya adalah 0,12. Besar gaya gesek rata-rata pada percobaan kedua dengan
sudut 30o adalah 0,93 N, dengan sudut 45o adalah 1, 98 N,
dan dengan sudut 60o adalah 3,08 N. Untuk besar koefisien gaya
geseknya pada sudut 30o adalah 0,94, pada sudut 45o
adalah 2,5 dan pada sudut 60o adalah 5,61.
2.
Percepatan rata-rata yang didapatkan pada percobaan kedua dengan sudut 30o
adalah 3,31 m/s2, dengan sudut 45o adalah 9,81 m/s2,
dan dengan sudut 60o adalah 19,12 m/s2.
DAFTAR
PUSTAKA
Alonso,
Marcelo, dan Fien Edward. 1994. Dasar-Dasar
Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta.
Astuti,
Asri. 1997. Diktat Fisika Dasar 1. Universitas Jember. Jember.
Faradah,
Inang. 1987. Fisika jilid 1 edisi ke-3. Erlangga. Jakarta.
Francis.
1998. Fisika jilid 2. Erlangga.
Jakarta.
Giancoli,
Douglas C. 1998. Fisika Jilid 1. Erlangga.
Jakarta.
Halliday,
David. 1996. Fisika Jilid 1. Erlangga.
Jakarta.
Marcelo.
1999. Fisika Edisi Kedelapan.
Erlangga. Jakarta.
Silaba
dan Sucipto. 1985. fisika dasar jilid 1. Erlangga. Jakarta.
Sumarsono,
Joko, 2009. Fisika. Pusat Perbukuan
Departemen Pendidikan Nasional. Jakarta.
Posting Komentar untuk "LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR - DINAMIKA GERAK"