ACARA V

GAYA DAN DAYA

A. Pendahuluan

1. Latar Belakang

Indonesia merupakan negara yang terdiri dari berbagai pulau.

Indonesia terdiri dari berbagai provinsi. Provinsi tersebut juga terdiri dari

berbagai kota dan kabupaten. Dalam lingkungan tersebut banyak sekali

ditemui berbagai jenis kendaraan. Dari berbagai kendaraan yang ditemui,

terdapat banyak sekali jenis roda yang digunakan. Hal ini menarik untuk

dipelajari terutama tentang pengaruh jenis jalan yang dilalui dengan roda

kendaraan tersebut.

Gaya adalah suatu usaha yang dilakukan suatu benda untuk bergerak

dari suatu tempat ke tempat yang lain. Suatu benda dikatakan memiliki

gaya jika benda tersebut mempunyai massa dan percepatan. Semua benda

yang bergerak pasti memiliki hambatan tersendiri dalam pergerakannya.

Hambatan ini bisa berupa udara yang mengelilingi ataupun dari roda yang

mendapatkan gaya gesek dari bidang landasannya. Untuk menggerakkan

suatu kendaraan di butuhkan daya tersendiri agar kendaraan tersebut dapat

bergerak.

Dalam praktikum kali ini akan dibahas mengenai besarnya gaya

gesek pada dua macam lintasan yaitu lintasan kasar dan lintasan licin. Pada

lintasan kasar digunakan jalan berpaving, dan untuk lintasan licin

digunakan lantai berkeramik.

2. Tujuan Praktikum

Tujuan dari praktikum acara V Gaya dan Daya ini adalah :

a. Mempelajari gaya gesek (hambatan gelinding) dan koefisiennya yang

timbul pada roda kendaraan yang menggelinding pada permukaan

horisontal.

b. Mempelajari daya yang dibutuhkan untuk menggerakkan sebuah

kendaraan.

3. Waktu dan Tempat Praktikum

Praktikum Acara V Gaya dan Daya dilaksanakan pada hari Kamis,

10 Oktober 2013 pada pukul 07.00-09.00 WIB bertempat di Laboratorium

Rekayasa Proses Pengolahan Pangan dan Hasil Pertanian, Fakultas

Pertanian Universitas Sebelas Maret Surakarta.

B. Tinjauan Pustaka

Gaya yang dikenakan pada titik materi akan menyebabkan

berubahnya keadaan gerakan titik materi itu ataupun akan menggerakkan

titik materi tersebut kalau titik materi tersebut sebelumnya dalam keadaan

diam. Seandainya kita dikehendaki untuk memindahkan meja dengan

mendorongnya dengan gaya untuk mengatasi gaya gesekan dengan lantai,

maka usaha kita yang berupa kerja memindahkan meja itu, akan disebut

besar jikalau gaya F yang kita kenakan juga besar serta jarak s yang

berhasil jikalau jarak yang kita tempuh juga panjang. Demikianlah kita

hendak mendefinisikan besaran dan satuan usaha U sedemikian hingga

U=F.s yang kalau F dalam dyne dan s dalam cm, maka dengan sendirinya

nilai U dalam satuan dyne cm, yang disingkat sebagai erg. Kalau F dalam

satuan Newton dan s dalam meter, maka F ada dalam newton meter yang

disingkat Joule (Soedojo, 1999).

Massa adalah suatu ukuran inersia sebuah benda. Semakin banyak

massa yang dimiliki sebuah benda, semakin sulit untuk mengubah keadaan

geraknya. Yaitu, akan lebih sukar untuk membuatnya bergerak dari

keadaan diam, atau menghentikannya ketika sedang bergerak, atau

merubah geraknya ke arah samping dari lintasan lurusnya. Semakin besar

massa, semakin sedikit percepatan yang dihasilkan oleh gaya total yang

diberikan. Hubungan matematisnya, bahwa percepatan sebuah benda

berbanding terbalik dengan massanya. Bunyi hukum Newton yang kedua

yakni, percepatan sebuah benda berbanding lurus dengan gaya total yang

bekerja padanya dan berbanding terbalik dengan massanya. Arah

percepatan searah dengan gaya total yang diberikan. Persamaan

matematisnya yaitu F=m.a dimana a adalah percepatan yang dialami

benda. Kerja yang dilakukan pada sebuah benda oleh suatu gaya tetap

(tetap dalam besar dan arah) didefinisikan sebagai perkalian antara besar

pergeseran dengan komponen gaya yang sejajar dalam pergeseran tersebut.

Dalam bentuk persamaan, kita dapat menulis W=F.d dengan F merupakan

komponen gaya tetap F yang paralel terhadap pergeseran total d. Bila sutu

gaya tertentu lurus terhadap arah gerak, maka tak ada kerja yang dilakukan

oleh gaya tersebut. Daya didefinisikan sebagai laju kerja yang dilakukan

atau laju energi yang ditransformasikan. Daya merupakan perbandingan

dari kerja dan waktu (Giancoli, 1997).

Percepatan sebanding dengan gaya, dan arah percepatan sama

dengan arah gaya. Ketika persamaan F = m.a digunakan, satuan massa

adalah kilogram dan satuan percepatan adalah meter/detik2. Kombinasi

unit tersebut diberi nama Newton. Dapat kita katakan: gaya satu newton

yang bertindak pada massa satu-koligram memberikan percepatan satu

meter/detik2 (Jones, 1999).

Massa benda adalah ukuran kelembamannya, sedangkan

kelembaman (inertia) adalah kecenderungan benda yang mula-mula diam

untuk tetap diam, dan benda yang mula-mula bergerak, tetap melanjutkan

geraknya, tanpa mengalami perubahan vektor kecepatan. Gaya adalah

tarikan atau dorongan pada benda. Gaya merupakan besaran vektor, yang

mempunyai besaran dan arah. Newton adalah satuan gaya dalam SI

(Satuan Internasional). Satu newton (1N) adalah gaya resultan yang

memberi percepatan 1 m/s2 pada massa 1 kg. Berat benda adalah gaya tarik

gravitasi yang dialami benda (Bueche, 1994).

Gaya tarik yang bekerja pada suatu tali atau rantai atau tendon

adalah gaya yang bekerja pada saat meregang tali tersebut. Besar gaya

tarik adalah tegangan. Gaya gesekan adalah gaya tangensial yang bekerja

pada suatu benda yang berlawanan arah dengan pergeseran benda tersebut

diatas suatu permukaan yang sejajar dimana benda tersebut berada. Gaya

gesekan tersebut sejajar dengan permukaan dan berlawanan dengan arah

gerakan atau gerakan yang akan terjadi. Hanya ketika gaya yang melebihi

gaya gesekan statik maksimum, benda akan mulai meluncur. Gaya normal

pada suatu benda yang ditumpu pada suatu permukaan adalah komponen

gaya penumpu yang tegak lurus terhadap permukaan. Koefisien gesek

kinetik didefinisikan untuk kasus dimana suatu permukaan meluncur di

atas permukaan lain dengan laju konstan dimana gaya gesekan

dibandingkan dengan gaya normal. Koefisien gesekan statik didefinisikan

untuk kasus dimana suatu permukaan benda pada ambang pergeseran di

atas permukaan lain dimana gaya gesekan maksimum dibandingkan

dengan gaya normal dimana gaya gesekan maksimum terjadi ketika benda

berada pada ambang pergerakan tetapi masih dalam keadaan diam atau

keadaan tepat akan bergerak (Bueche dkk, 2006).

C. Alat, Bahan dan Cara Kerja

1. Alat

a. Sebuah unit kendaraan

b. Tali ringan

c. Beban tambahan

2. Bahan

a. Landasan kasar

b. Landasan ringan

3. Cara Kerja

a. Menyiapkan rangkaian percobaan seperti pada gambar

b. Menentukan landasan yang telah ditentukan untuk meluncur

c. Menyiapkan alat-alat ukur seperti stopwatch, timbangan, meteran, tali

senar, dan pemberat.

d. Melakukan percobaan dengan memberikan beban atau pemberat pada

katrol berturut-turut (mb) = 0,150 kg, 0,175 kg, dan 0,200 kg

sedangkan massa kendaraan (mk) = 1,5 kg dan 2 kg

e. Mengulangi percobaan masing-masing sebanyak tiga kali

f. Mencatat dan menganalisa hasil percobaan

DAFTAR PUSTAKA

Bueche, Frederick J. 1994. Teori dan Soal-Soal Fisika (terjemahan Darmawan).

Jakarta: Erlangga

Bueche, Frederick J, dan Eugene Hecht. 2006. Teori dan Soal-Soal Fisika

Universitas Edisi kesepuluh. Jakarta: Erlangga

Giancoli, Douglas C. 1997. Fisika Jilid 1 Edisi Empat (terjemahan Imawan).

Jakarta: Erlangga

Jones and Childers. 1999. Contemporary College Physics Third Edition. Boston:

McGraw-Hill

Soedojo B.Sc, Dr Peter. 1999. Fisika Dasar. Yogyakarta: Penerbit Andi