Gaya Gesek

DINAMIKA GAYA GESEK PADA GERAK TRANSLASI

Gabrielle Zhe (2101631033)

I.       Tujuan dari praktikum :

1.     Mempelajari cara menentukan gaya berat benda dan percepatan gravitasi

2.     Menentukan koefisien gesekan permukaan suatu benda terhadap permukaan benda lain berdasarkan hukum 2 newton

3.     Menentukan percepatan benda yang bergerak dan tegangan tali berdasarkan hukum 2 newton.  

II.     Latar Belakang

Percepatan merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari gaya yang bekerja pada benda tersenut. Hampir semua kehidupan memerlukan gaya untuk dapat melakukan usaha. Untuk itu gaya tidak dapat dihiraukan dalam kehidupan ini. Gaya memiliki hubungan yang lekat dengan hukum newton. Hal ini karena hukum newton menyatakan sifat gerak benda, dimana ia memiliki 3 hukum untuk menjelaskan setiap dari sifat gerak benda. Namun dalam hal ini, kita hanya akan membahas hukumnya yang kedua. Hukum Newton II berbunyi :” Bila gaya resultan F yang bekerja pada suatu benda dengan massa m tidak sama dengan nol, maka benda tersebut mengalami percepatan ke arah yang sama dengan gaya”.

Gaya – gaya yang berpengaruh pada hukum newton tidak hanya gaya yang diberikan yang menjadi gaya tunggal di benda tersebut. Namun terdapat gaya – gaya luar yang bekarja padanya. Umumnya gaya – gaya tersebut adalah gaya gesek antar benda dan permukaan dasar lintasan, gaya berat dan percepatan gravitasi, dan gaya normal. Untuk itu, kita perlu mengetahui bagaimana menentukan semua gaya - gaya tersebut dan percepatan yang dihasilkan akibat gaya – gaya tersebut. 

III.    Hasil  dan Pembahasan

3.1  Hasil

1.     Tabel Percobaan 1

Pengulangan ke	Massa (g)	Gaya berat (N)	Percepatan gravitasi (
1	166.7	1.7	10.198
2	166.7	1.7	10.198
3	166.7	1.7	10.198
Rata – rata	166.7	1.7	10.198

Perhitungan :

Diketahui :

Ditanya :

Dijawab :

2.     Tabel percobaan 2

Pengulangan ke	Gaya gesek statis (N)	Koefisien gesek statis
1	0.3	0.176
2	0.4	0.235
3	0.5	0.29
Rata – rata	0.4	0.237

Diketahui :

Ditanya :

Dijawab :

3.     Tabel percobaan 3

Jarak (cm)	Waktu (s)	Percepatan ()	Percepatan rata – rata	Koefisien gesek kinetis	Tegangan tali (N)
25	0.37	1.826	1.826	0.067	0.419
35	0.61	0.941	0.941	0.18	0.463
45	0.71	0.893	0.893	0.186	0.465

Diketahui :

Ditanya :

a.     Percepatan

b.     Percepatan rata – rata

c.      Koefisien gerak kinetis

d.     Tegangan tali

Dijawab :

a.    

b.    

c.     

d.    

3.2  Pembahasan

Dalam melakukan suatu gerak, tentunya kita memiliki gaya untuk dapat menggerakkannya. Biasanya pergerakan yang tidak memiliki perubahan kecepatan / konstan dan pergerakan yang tidak bergerak berlaku hukum newton 1. Sehingga pergerakan yang seperti peristiwa tersebut tidak mempunyai gaya. Sedangkan pergerakan yang kecepatannya berubah – ubah tentunya akan berlaku hukum newton 2. Hukum Newton II berbunyi :” Bila gaya resultan F yang bekerja pada suatu benda dengan massa m tidak sama dengan nol, maka benda tersebut mengalami percepatan ke arah yang sama dengan gaya”. Percepatan a berbanding lurus dengan gaya dan berbanding terbalik dengan massa benda.

Suatu gaya horizontal terhadap sebuah peti berat yang terletak di lantai mungkin saja tidak cukup besar untuk menggerakkan peti itu, karena gaya tersebut terimbangi oleh suatu gaya gesekan yang besarnya sama dan berlawanan arah yang dikerjakan oleh lantai terhadap peti (Young, 1998). Terdapat 2 jenis gaya gesek, antar 2 benda yang padat saling tegak lurus yaitu gaya gesek statis dan kinetis yang dibedakan antara titik – titik sentuhan antara kedua permukaannya yang tetap / saling berganti. (Giancoli, 2001).

Gaya gesek yang terjadi jika permukaan benda yang bersentuhan, ketika benda beum bergerak disebut gaya gesek statis (f_s). Gaya gesek statis maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak. (Halliday, 2001). Dalam situasi tertentu gaya gesekan statis actual dapat mempunyai besar berapapun antara nol dan maksimumnya yang diberikan oleh  dalam lambang  (Alonso, 1994). Gaya gesek yang bekerja pada saat benda bergerak adalah gaya gesek kinetik (f_k). Ketika sebuah benda bergerak pada permukaan benda lain, gaya gesek yang berkerja berlawanan arah terhadap gerak benda. Hasil eksperimen menunjukan benda yang kering tanpa pelumas, besar gaya geseknya sebanding dengan gaya normal (Halliday, 2001).

Selain melakukan gerak secara horozintal, pergerakan dapat dilakukan secara vertical. Oleh karena itu terdapat gaya – gaya lain yang mempengaruhi nilai percepatan benda. Gaya – gaya tersebut adalah gaya berat, percepatan gravitasi, dan gaya normal. Bahkan pergerakan secara vertical berpengaruh pada pergerakan horizontal.

Gaya normal merupakan gaya yang berpengaruh pada gaya gesek. Gaya normal adalah gaya yang ditimbulkan oleh alas bidang dimana benda ditempatkan dan tegak lurus terhadap bidang itu. Jiks sebuah benda dengan massanya m, benda pada bidang miring yang lain dengan sudut kemiringan , maka besar gaya normal (N) sama dengan  (Zaelani, 2006).

Gaya gravitasi merupakan gaya yang berpengaruh terhadap hukum newton. Hal ini terbukti ketika newton menyimpulkan bahwa ada gaya gravitasi yang mempengaruhi benda di bumi. Dengan konsepnya tersebut, newton berhasil menentukan besar percepatan gravitasi yang ada di bumi yaitu 9.8  (Tripler, 2001). Namun percepatan gravitasi di setiap daerah tidaklah sama.

Percepatan gravitasi sangat berhubungan dengan gaya berat benda. Magnitudo gaya gravitasi pada sebuah benda, mg, biasanya disebut sebagai berat (weight) benda tersebut (Giancoli, 2014).

Dalam melakukan suatu gaya pada benda, tentunya tidak hanya disebabkan oleh gaya yang sudah disebutkan, namun juga terdapat gaya tegangan tali yang mempengaruhinya apabila ingin menggerakkan lebih dari satu benda. Gaya tegangan tali atau tension force adalah gaya pada tali ketika tali tersebut dalam keadaan tegang. Gaya tegangan tali dilambangkan dengan huruf T kapital dan satuannya adalah Newton. Arah gaya tegangan tali bergantung pada titik atau benda yang ditinjau. Gaya tegangan tali tidak memiliki rumus khusus untuk menghitungnya. Hal ini karena gaya tegangan tali memiliki posisi yang berbeda – beda pada setiap pergerakan suatu benda.

IV.   Daftar Pustaka

Alonso, Marcello, dan Fien Edward J. 1994. Dasar – Dasar Fisika Universitas. Jakarta : Erlangga.

Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid 1. Jakarta : Erlangga. 

Holliday, D., & Resnick, R. 1985. Fisika. Jakarta: Erlangga.

Tipler, P. A. 2001. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga.

Young, Hugh D. 1998. Fisika Universitas. Jakarta : Erlangga.