1.Mengukur Percepatan Benda
Untuk mengukur percepatan benda yang bergerak dapat kita gunakan ticker timer yang cara pemakaiannya sudah dijelaskan di depan. Misalkan kita ingin mengukur percepatan sebuah mobil mainan yang meluncur pada bidang miring seperti ditunjukkan Gambar 2.2.
(bahan-ajar/modul_online/fisika/kinematika gerak lurus.com)
Pada percobaan gesekan dan bidang
miring ini melakukan dua buah praktikum, yakni: praktikum untuk menentuka
koefisien gesek kinetik dan praktikum menentukan koefisien gesek statis. Pada
kedua praktikum ini masing-masing menggunakan alat dan bahan yan berlainan.
Pada percobaan I menentukan
koefisien gesek kinetik, alat dan bahan yang digunakan antara lain: sebuah air
track (benda 1), 3 buah bandul berbeda (benda 2), tali atau benang secukupnya, dua
buah sensor waktu, sebuah mesin blower, dan sebuah alat ukur pembaca sensor
otomatis.
Dapat
dilihat pada gambar 1 bahwa cara kerja dari percobaan I ini ialah, ketika
blower dinyalahkan dan menggerakkan air track sebagai benda 1, maka bandul
(benda 2) akan bergerak ke bawah. Saat air track melewati kedua buah sensor,
waktu yang didapatkan tersimpan pada alat otomatis, serta dapat diketahui dan
dicatat hasil ∆t.
Percobaan
II adalah menentukan koefisien gesek statis.Pada percobaan ini, ada dua tahap
yang dilakukan, yakni balok dilapisi dengan alumunium dan balok tanpa lapisan
alumunium. Alat dan bahan yang digunakan antara lain ialah, selembar alumunium
yang melapisi bagian bawah balok, sebuah balok, 5 buah lempengan (beban), tali
secukupnya, sebuah katrol, dan sebuah alat bidang miring yang dilengkapi busur.
Pada
percobaan II ini ada dua tahapan, yaitu balok dilapisi dengan alumunium dan
tanpa lapisan alumunium diletakkan di atas alat bidang miring, lalu alat
tersebut digeser sedikit demi sedikit kebawah.Setelah dirasa balok mengeluarkan
fges, hasil sudut dari
sebuah busur dapat dilihat dan dicatat nilai sudutnya.Selanjutnya menambahkan
lempengan satu persatu di gantungan beban.Hal ini dilakukan terus menerus
hingga 5 buah lempengan dan di ganti dengan tahapan kedua.
Gaya pada Bidang Miring
– Istilah bidang miring adalah istilah untuk menyatakan bidang datar yang
membentuk suatu sudut dari permukaan tanah. Untuk lebih memahami pengertian
bidang miring simak gambar berikut
Gambar
di atas menunjukkan ada sebuah benda yang jatuh menyusuri sebuah bidang miring.
Benda tersebut jatuh akibat adanya gaya gravitasi yang bekerja padanya. Pada benda tersebut bekerja
gaya bidang miring (gaya di bidang miring) dengan besar gaya sama seperti massa
di kali dengan percepatan.
F = m.a
Untuk menentukan besarnya a kita
terlebih dahulu mencari sudut A
sudut A = 90-α didapat persamaan
sudut A = 90-α didapat persamaan
a/Cos A = g
Bisa
dibaca Agus Percosa Gaby
Contoh
soal bidang miring (mencari percepatan)
Sebuah benda meluncur mengikuti bidang miring dengan sudut kemiringan alfa = 30o. Jika massa benda adalah 2 Kg, maka percepatan benda tersebut adalah? (g = 9,8 m/s2)
a/Cos A = g
a = g Cos A = 9,8 Cos (90o-30o) = 9,8 x Cos 60o
a = 9,8 x 0,5 = 4,9 m/s2
Sebuah benda meluncur mengikuti bidang miring dengan sudut kemiringan alfa = 30o. Jika massa benda adalah 2 Kg, maka percepatan benda tersebut adalah? (g = 9,8 m/s2)
a/Cos A = g
a = g Cos A = 9,8 Cos (90o-30o) = 9,8 x Cos 60o
a = 9,8 x 0,5 = 4,9 m/s2
Gaya Yang Bekerja Pada
Bidang Miring
Jika suatu benda sobat taruh dalam bidang miring, benda tersebut karena pengaruh gravitasi akan bergerak ke bawah. Akantetapi sobat jangan lupa ketika dua benda bersentuhan bekerja gaya gesek. Jadi ada 2 kemungkinan yang terjadi. Pertama benda akan tetap diam jika gaya berat benda tidak lebih besar dari gaya gesek statis. Kemungkinan kedua, benda bergerak dengan percepatan tertentu karena gayaberat benda lebih besar dari gaya gesek statis. Simak gambar berikut,
Jika suatu benda sobat taruh dalam bidang miring, benda tersebut karena pengaruh gravitasi akan bergerak ke bawah. Akantetapi sobat jangan lupa ketika dua benda bersentuhan bekerja gaya gesek. Jadi ada 2 kemungkinan yang terjadi. Pertama benda akan tetap diam jika gaya berat benda tidak lebih besar dari gaya gesek statis. Kemungkinan kedua, benda bergerak dengan percepatan tertentu karena gayaberat benda lebih besar dari gaya gesek statis. Simak gambar berikut,
Gaya berat adalah mg sin α
yang akan dilawa oleh gaya gesek sebesar koefisien dikali gaya normal F= μN.
Darinya di dapat rumus bidang miring
ΣF = m.a
Fberat – Fgesek = m.a
mg Sin α – μN = m.a
mg Sin α – μmg Cos α = m.a (coret m)
gSin α – gμ Cos α = a
g (Sin α - μ Cos α) = a
a = g (Sin α - μ Cos α) (bisa dibaca Agus Gila, Sinta Milih Cosa)
Fberat – Fgesek = m.a
mg Sin α – μN = m.a
mg Sin α – μmg Cos α = m.a (coret m)
gSin α – gμ Cos α = a
g (Sin α - μ Cos α) = a
a = g (Sin α - μ Cos α) (bisa dibaca Agus Gila, Sinta Milih Cosa)
Contoh
Soal Bidang Miring
Jika sobat hitung punya benda yang meluncur jatuh pada bidang miring dengan kemiringan sudut 30o dengam massa benda adalah 4 kg dan keofisien gesek kinetis dengan bidang miring adalah 1/5 √3, makan percepatan benda tersebut dalam menuruni bidang miring adalah? (g = 10 m/s2)
Jika sobat hitung punya benda yang meluncur jatuh pada bidang miring dengan kemiringan sudut 30o dengam massa benda adalah 4 kg dan keofisien gesek kinetis dengan bidang miring adalah 1/5 √3, makan percepatan benda tersebut dalam menuruni bidang miring adalah? (g = 10 m/s2)
Pembahasan
Sobat hitung bisa mengerjakannya dengan lengkap dari awal rumus ΣF = m.a atau bisa menggunakan rumus yang sudah jadi
Sobat hitung bisa mengerjakannya dengan lengkap dari awal rumus ΣF = m.a atau bisa menggunakan rumus yang sudah jadi
a = g (Sin α - μ Cos α)
a = 10 (1/2 - 1/2 √3 . 1/5 √3)
a = 10 (1/2 -3/10)
a = 10 x 1/5 = 2 m/s2
Besarnya gaya yang bekerja pada benda tersebut = m.a = 4. 2 = 8 N
a = 10 (1/2 - 1/2 √3 . 1/5 √3)
a = 10 (1/2 -3/10)
a = 10 x 1/5 = 2 m/s2
Besarnya gaya yang bekerja pada benda tersebut = m.a = 4. 2 = 8 N
(http//www.rumushitung.com)
4.Koefisien
gesek
Rumus untuk koefisien gesek statik sering dinyatakan dengan:
μ = tan θ
Rumus tersebut merupakan rumus yang digunakan sebagai cara untuk mengukur koefisien gesek. Apabila kita punya sebuah benda, misalnya buku, lalu kita ingin mengetahui berapa koefisien gesek statik antara buku dengan permukaan dari kayu, maka cara mengetahuinya adalah dengan meletakkan buku tersebut di atas permukaan kayu. Kemudian permukaan kayu itu kita miringkan (terhadap horizontal) sedikit demi sedikit. Pada saat awal (sudut kemiringan kecil), buku tidak akanbergerak, tetapi setelah terus dimiringkan, pada sudut kemiringan tertentu (θ) buku akan mulai mulai bergerak, nah tan θ inilah yang merupakan nilai μ.
Terlihat bahwa nilai sudut θ adalah spesial, tidak bisa divariasikan sembarangan, hanya terdapat satu nilai θ untuk koefisien gesek statik antara bahan kayu dan kayu. Hal ini mengakibatkan bahwa rumus diatas tidak bisa dipahami sebagai hubungan ketergantungan antara μs terhadap θ. Rumus itu memberitahu kita bagaimana cara mengukur μ.
Pada bidang miring, koefisien gesek statik diberikan oleh ekspresi : μ = tan θ, dimana θ adalah sudut kemiringan. Secara matematis ini ekuivalen.
Koefesien gesek statik hanya tergantung pada jenis bahan-bahan yang bergesekan.Atau dalam bahasa fisika, koefisien gesek statik merupakan karakteristik dua bahan yang bergesekan (misalnya, antara kayu dengan kayu, dll).
Koefisien gesek statik adalah karakteristik internal dari kemulusan permukaan yg berkaitan, tidak bergantung sama sekali dari berapasudut kemiringan yang kita berikan (faktor eksternal).
Rumus untuk koefisien gesek statik sering dinyatakan dengan:
μ = tan θ
Rumus tersebut merupakan rumus yang digunakan sebagai cara untuk mengukur koefisien gesek. Apabila kita punya sebuah benda, misalnya buku, lalu kita ingin mengetahui berapa koefisien gesek statik antara buku dengan permukaan dari kayu, maka cara mengetahuinya adalah dengan meletakkan buku tersebut di atas permukaan kayu. Kemudian permukaan kayu itu kita miringkan (terhadap horizontal) sedikit demi sedikit. Pada saat awal (sudut kemiringan kecil), buku tidak akanbergerak, tetapi setelah terus dimiringkan, pada sudut kemiringan tertentu (θ) buku akan mulai mulai bergerak, nah tan θ inilah yang merupakan nilai μ.
Terlihat bahwa nilai sudut θ adalah spesial, tidak bisa divariasikan sembarangan, hanya terdapat satu nilai θ untuk koefisien gesek statik antara bahan kayu dan kayu. Hal ini mengakibatkan bahwa rumus diatas tidak bisa dipahami sebagai hubungan ketergantungan antara μs terhadap θ. Rumus itu memberitahu kita bagaimana cara mengukur μ.
Pada bidang miring, koefisien gesek statik diberikan oleh ekspresi : μ = tan θ, dimana θ adalah sudut kemiringan. Secara matematis ini ekuivalen.
Koefesien gesek statik hanya tergantung pada jenis bahan-bahan yang bergesekan.Atau dalam bahasa fisika, koefisien gesek statik merupakan karakteristik dua bahan yang bergesekan (misalnya, antara kayu dengan kayu, dll).
Koefisien gesek statik adalah karakteristik internal dari kemulusan permukaan yg berkaitan, tidak bergantung sama sekali dari berapasudut kemiringan yang kita berikan (faktor eksternal).
(muzella19.blogspot)
7.Hukum
gerak Newton adalah tiga hukum fisika
yang menjadi dasar mekanika klasik. Hukum ini menggambarkan hubungan antara gaya yang bekerja pada suatu benda dan gerak yang disebabkannya. Hukum ini telah
dituliskan dengan pembahasaan yang berbeda-beda selama hampir 3 abad,[1] dan dapat dirangkum sebagai berikut:
- Hukum Pertama: setiap benda akan memiliki kecepatan yang konstan kecuali ada gaya yang resultannya tidak nol bekerja pada benda tersebut.[2][3][4] Berarti jika resultan gaya nol, maka pusat massa dari suatu benda tetap diam, atau bergerak dengan kecepatan konstan (tidak mengalami percepatan).
- Hukum Kedua: sebuah benda dengan massa M mengalami gaya resultan sebesar F akan mengalami percepatan a yang arahnya sama dengan arah gaya, dan besarnya berbanding lurus terhadap F dan berbanding terbalik terhadap M. atau F=Ma. Bisa juga diartikan resultan gaya yang bekerja pada suatu benda sama dengan turunan dari momentum linear benda tersebut terhadap waktu.
3.Hukum
Ketiga: gaya aksi dan reaksi dari dua
benda memiliki besar yang sama, dengan arah terbalik, dan segaris. Artinya jika
ada benda A yang memberi gaya sebesar F pada benda B, maka benda B akan memberi
gaya sebesar –F kepada benda A. F dan –F memiliki besar yang sama namun arahnya
berbeda. Hukum ini juga terkenal sebagai hukum aksi-reaksi, dengan F disebut
sebagai aksi dan –F adalah reaksinya.
Ketiga hukum gerak ini pertama
dirangkum oleh Isaac Newton dalam karyanya Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, pertama kali diterbitkan pada 5 Juli 1687.[5] Newton menggunakan karyanya untuk
menjelaskan dan meniliti gerak dari bermacam-macam benda fisik maupun sistem.[6]
Contohnya dalam jilid tiga dari naskah tersebut, Newton menunjukkan bahwa
dengan menggabungkan antara hukum gerak dengan hukum gravitasi umum,
ia dapat menjelaskan hukum
pergerakan planet milik Kepler.
(http//www.wikipedia/hukum_gerak_newton)
4.Koefisien
Gesekan
Saat
membahas kegiatan belajar 1, Anda telah dijelaskan bahwa koefisien gesekan
merupakan besaran yang menunjukkan tingkat kekasaran permukaan suatu benda
ketika kedua benda sedang bergesekan.
Secara matematis koefisien gesekan dirumuskan sebagai bilangan hasil perbandingan antara besarnya gaya gesekan dengan besarnya gaya normal suatu benda. Jadi nilai koefisien gesekan ditentukan oleh dua faktor yaitu tingkat kekasaran kedua bidang sentuhnya dan gaya normal yang bekerja pada benda tersebut.
Besarnya gaya normal yang bekerja pada suatu benda sebanding dengan berat bendanya, sebab pada benda hanya bekerja gaya berat yang terdapat di permukaannya. Sehingga secara matematis besarnya gaya normal sama dengan gaya beratnya, N = w = m.g.
Secara matematis koefisien gesekan dirumuskan sebagai bilangan hasil perbandingan antara besarnya gaya gesekan dengan besarnya gaya normal suatu benda. Jadi nilai koefisien gesekan ditentukan oleh dua faktor yaitu tingkat kekasaran kedua bidang sentuhnya dan gaya normal yang bekerja pada benda tersebut.
Besarnya gaya normal yang bekerja pada suatu benda sebanding dengan berat bendanya, sebab pada benda hanya bekerja gaya berat yang terdapat di permukaannya. Sehingga secara matematis besarnya gaya normal sama dengan gaya beratnya, N = w = m.g.
5.JENIS
– JENIS GAYA
Gaya normal terjadi jika suatu benda bersentuhan dengan benda lain.
Gaya normal didefinisikan sebagai gaya tekan yang bekerja pada bidang
sentuh antara dua permukaan yang bersentuhan dan arahnya selalu tegak lurus
bidang sentuh.
Ketika balok jatuh telah sampai
kelantai gaya gravitasi tetap bekerja walaupun benda sudah berhenti. Sesuai
Hukum III Newton , gaya aksi (Gaya Berat) yang dikerjakan benda pada lantai
akan menimbulkan gaya reaksi dari lantai pada benda gaya ini di sebut Gaya
Normal.
Pasangan aksi-reaksi yang terjadi
sebagai berikut:
Gaya aksi diberikan bumi pada benda
(w) menimbulkan gaya reaksi dari benda ke pusat bumi (w’ ). Jadi, pasangan aksi
reaksinya:
w = – w’
Gaya aksi yang diberikan oleh benda
pada meja (N) menimbulkan gaya reaksi yang diberikan meja pada benda (N) yang
disebut gaya normal.
N = – N ‘
Gaya Tegang Tali
Gaya tegangan tali (T) terjadi jika
benda dihubungkan dengan tali.
Gaya Berat
gaya berat sering disebut dengan
berat. terkadang kita sulit untuk membedakan atara berat dengan massa. Massa
(m) adalah ukuran banyaknya materi yang dikandung oleh suatu benda, dan
dinyatakan dalam satuan (kg), sedangkan berat (w) adalah gaya yang diterima
benda akibat gravitasi bumi.
Berdasarkan Hukum II Newton, berat
benda dirumuskan:
w = m.g
di mana
w = gaya gravitasi bumi pada benda
atau berat benda dalam Newton
m = massa benda, dalam kg
g = percepatan gravitasi bumi yang besarnya 9,8 ms-2 kadang-kadang untuk memudahkan dibulatkan menjadi 10 ms-2
m = massa benda, dalam kg
g = percepatan gravitasi bumi yang besarnya 9,8 ms-2 kadang-kadang untuk memudahkan dibulatkan menjadi 10 ms-2
Analisis Data
Bidang Datar
|
||||||||||
M1 ( KG)
|
M2 (KG)
|
S (M)
|
T rata ( s)
|
v ( m/s)
|
a ( m/s)
|
|||||
0.054
|
0.05
|
0.7
|
0.513
|
2.729044834
|
5.319775505
|
|||||
0.054
|
0.1
|
0.7
|
0.423
|
3.309692671
|
7.824332556
|
|||||
0.057
|
0.05
|
0.7
|
0.563
|
2.486678508
|
4.416835716
|
|||||
0.057
|
0.1
|
0.7
|
0.36
|
3.888888889
|
10.80246914
|
|||||
M1 ( KG)
|
M2 (KG)
|
v ( m/s)
|
∆S
|
∆T
|
∆V (m/s)
|
KSR ( % )
|
AB
|
V seb = V±∆V ( m/s)
|
||
0.053
|
0.05
|
2.729044834
|
0.0005
|
0.005
|
0.028548195
|
0.010460874
|
4
|
2.75759303
|
sampai dengan
|
2.700496639
|
0.054
|
0.1
|
3.309692671
|
0.0005
|
0.005
|
0.041485729
|
0.012534617
|
4
|
3.3511784
|
sampai dengan
|
3.268206942
|
0.057
|
0.05
|
2.486678508
|
0.0005
|
0.005
|
0.023860378
|
0.00959528
|
4
|
2.510538886
|
sampai dengan
|
2.46281813
|
0.057
|
0.1
|
3.888888889
|
0.0005
|
0.005
|
0.056790123
|
0.014603175
|
4
|
3.945679012
|
sampai dengan
|
3.832098765
|
M1 ( KG)
|
M2 (KG)
|
a(m/s)
|
∆a
|
KSR(%)
|
AB
|
V seb = a±∆a ( m/s)
|
||||
0.054
|
0.05
|
5.319775505
|
0.104413613
|
1.962744729
|
3
|
5.424189119
|
sampai dengan
|
5.215361892
|
||
0.054
|
0.1
|
7.824332556
|
0.185686687
|
2.373195224
|
3
|
8.010019243
|
7.63864587
|
|||
0.057
|
0.05
|
4.416835716
|
0.079166075
|
1.792370822
|
3
|
4.49600179
|
4.337669641
|
|||
0.057
|
0.1
|
10.80246914
|
0.300782873
|
2.784390023
|
3
|
11.10325201
|
10.50168626
|
|||
secara dinamika
|
||||||||||
M1 ( KG)
|
M2 (KG)
|
S (M)
|
g(m/s2 )
|
v(m/s)
|
a(m/s)
|
|||||
0.054
|
0.05
|
0.7
|
9.8
|
2.56829785
|
4.711538462
|
|||||
0.054
|
0.1
|
0.7
|
9.8
|
2.984810029
|
6.363636364
|
|||||
0.057
|
0.05
|
0.7
|
9.8
|
2.532037708
|
4.579439252
|
|||||
0.057
|
0.1
|
0.7
|
9.8
|
2.956155189
|
6.242038217
|
|||||
Tidak ada komentar:
Posting Komentar