Percobaan Memilih Korelasi Gaya Normal Dan Ukiran Statis

Hukum gerak yang melibatkan gesekan, pertama kali diungkapkan secara eksperimen oleh Leonardo da Vinci (1452 – 1519). Ia menemukan dua sifat gaya gesekan, yaitu:

1. gaya ukiran sebanding dengan beban.

2. gaya ukiran tidak tergantung pada luas permukaan benda yang bersentuhan.

Menurut Leonhard Euler, dilihat dari gerakannya, gaya gesek dibagi menjadi dua macam, yaitu gaya gesek statis dan gaya gesek kinetis. Nah, pada peluang kali ini kita akan mengulas wacana percobaan untuk memilih kekerabatan antara gaya gesek statis, koefisien ukiran statis, dan gaya normal benda. Untuk itu, silahkan kalian simak baik-baik klarifikasi diberikut ini.

Apa itu Gaya Gesek Statis?

Menurut Hukum I Newton, pada benda yang diam, resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol. Berdasarkan aturan ini, ketika kita mendorong meja tetapi meja tersebut masih diam, tentunya ada gaya lain yang melawan gaya dorong yang kalian diberikan.

Gaya tersebut yaitu gaya gesek antara kaki-kaki meja dengan lantai. Gaya gesek ini bekerja pada meja yang diam, sehingga disebut gaya gesek statis (fs). Jadi, gaya gesek statis adalah gaya gesek yang bekerja pada benda yang diam.

Kalian sudah mengetahui bahwa besarnya gaya gesek tergantung pada kekamasukan permukaan benda dan bidang yang bersentuhan. Tingkat kekamasukan ini ditetapkan dengan koefisien gesekan. Untuk benda diam, koefisien ukiran disebut koefisien ukiran statis, disimbolkan s .

Selain tingkat kekamasukan permukaan benda, besarnya gaya gesek dipengaruhi oleh besar gaya normal (N) yang didiberikan bidang pada benda. Untuk mengetahui kekerabatan antara gaya gesek statis, koefisien ukiran statis, dan gaya normal benda, lakukan Eksperimen diberikut.

Praktikum: Mencari Hubungan Gaya Gesek Statis dengan Gaya Normal

A. Dasar Teori

Gaya gesek statis (fs) yaitu gaya gesek yang bekerja pada benda yang membisu yang berada pada suatu bidang. Besarnya gaya gesek statis sangat dipengaruhi oleh tingkat kekamasukan permukaan benda dan bidang yang bersinggungan. Tingkat kekamasukan permukaan benda dan bidang yang bersinggungan, ditetapkan dengan koefisien ukiran statik (μs).

Koefisien ukiran statis memiliki nilai 0 < μs < 1. Untuk nilai μs = 0 berarti permukaan benda dan bidang yang bersinggungan sangat licin. Sementara itu, untuk nilai μs = 1, permukaan benda dan bidang yang bersinggungan sangat kasar. Semakin bergairah permukaan benda dan bidang yang bersinggungan, semakin besar gaya ukiran statisnya.

Selain tingkat kekamasukan, besarnya gaya gesek juga dipengaruhi oleh gaya normal (N). Gaya normal yaitu gaya yang didiberikan bidang pada benda. Arah gaya normal selalu tegak lurus bidang. Pada bidang datar, besarnya gaya normal sama dengan gaya berat (W) benda.

B. Tujuan Percobaan

Sesudah melaksanakan eksperimen ini, diperlukan kalian mampu:

1. Menjelaskan kekerabatan gaya gesek statis dengan gaya normal.

2. Menghitung besar koefisien ukiran statis.

3. Menentukan besar gaya gesek statis.

C. Alat dan Bahan

1. Papan kayu yang permukaannya dihaluskan atau diamplas.

2. Balok kayu bergairah (5 buah).

3. Ampelas.

4. Minyak goreng atau oli.

5. Neraca pegas.

6. Neraca O Haus atau neraca tiga lengan.

D. Langkah Kerja

1. Berilah tanda pada setiap balok dengan aksara A, B, C, D, dan E.

2. Haluskan dua buah sisi dari balok A dengan memakai amplas.

3. Timbanglah massa setiap balok dan catat hasilnya.

4. Letakkan balok A dengan permukaan yang bergairah berada pada papan. melaluiataubersamaini memakai g = 9,8 m/s2, hitunglah gaya normal balok A dengan persamaan N = mg.

5. Kaitkan ujung neraca pegas dengan balok A, sedang ujung lainnya ditarik. Perhatikan gambar di bawah ini.

pertama kali diungkapkan secara eksperimen oleh Leonardo da Vinci Percobaan Menentukan Hubungan Gaya Normal dan Gesekan Statis

6. Tariklah neraca pegas secara perlahan. Perhatikan dan catatlah penunjukan skala neraca pegas ketika balok sempurna akan bergerak. Skala neraca pegas tersebut menawarkan besar gaya gesek statis (fs) maksimum.

7. Ulangi langkah nomor 4 hingga nomor 6 dengan menambahkan balok lainnya secara sedikit demi sedikit dari penambahan balok B hingga balok E.

8. Ulangi langkah nomor 7 dengan membalik permukaan balok A, sehingga permukaan yang halus berada di bawah dan bersinggungan dengan papan.

9. Ulangi langkah nomor 8 dengan menambahkan minyak goreng atau oli pada permukaan papan.

10. Catatlah hasil percobaan kalian pada tabel diberikut.

No.	Balok	Massa Total (kg)	Gaya Normal (N)	Gaya Gesek (N)
1. Permukaan A kasar	A
	A + B
	A + B + C
	A + B + C + D
	A + B + C + D + E
2. Permukaan A halus	A
	A + B
	A + B + C
	A + B + C + D
	A + B + C + D + E
3. Papan didiberi minyak/oli	A
	A + B
	A + B + C
	A + B + C + D
	A + B + C + D + E

E. Pembahasan

1. Apakah yang dimaksud dengan gaya normal?

2. melaluiataubersamaini melihat hasil eksperimen kalian pada tabel, bandingkan besar gaya ukiran statis pada nomor 1, nomor 2, dan nomor 3.

3. Buatlah grafik fungsi gaya ukiran statis maksimum terhadap gaya normal untuk setiap percobaan.

4. Hitunglah koefisien ukiran statis antara balok kayu dengan papan pada setiap percobaan menurut grafik yang kalian peroleh.

5. Manakah percobaan yang menawarkan nilai koefisien ukiran terkecil? Apakah artinya?

6. Bagaimanakah kekerabatan antara tingkat kekamasukan permukaan balok dan papan dengan besar gaya gesek?

7. Apa yang sanggup kalian simpulkan dari eksperimen ini?

Tulislah laporan hasil eksperimen kalian dengan mengikuti aturan penulisan laporan ilmiah. Kemudian, kumpulkan kepada guru kalian.

Bagaimana hasil eksperimen kalian? Berdasarkan hasil eksperimen, kalian menemukan bahwa besarnya gaya gesek berbanding lurus dengan gaya normal. Dari hasil eksperimen, kalian mendapat grafik fungsi gaya gesek statis maksimum (fs maks) terhadap gaya normal menyerupai yang diperlihatkan pada gambar diberikut ini.

Berdasarkan grafik tersebut, gradien atau kemienteng grafik menawarkan koefisien ukiran statis. Gradien grafik sanggup kita cari dengan persamaan diberikut ini.

Gradien = tan α

Gradien garus menawarkan μs, sehingga:

μs = tan α