Praktikum fisika bidang miring ini bertujuan untuk mengamati konsep bidang miring sebagai pesawat sederhana. Prinsip kerja utama dari praktikum ini adalah meluncurkan sebuah kereta pada bidang miring kemudian menghitung waktu yang dibutuhkan untuk mencapai dasar bidang miring.
Daftar isi
Praktikum Fisika Bidang Miring
Bab I. Pendahuluan
A. Latar Belakang
Bidang miring merupakan salah satu jenis pesawat sederhana yang paling banyak dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Mulai dari tangga yang bentuknya miiring sampai pada tanjakan yang dirancang dengan kemiringan tertentu agar kendaraan tetap bisa bergerak naik ke atas gunung.
Ada dua jenis pesawat, yaitu : pesawat sederhana dan pesawat rumit. Pesawat sederhana adalah alat bantu kerja yang bentuknya sangat sederhana yang contohnya tuas, bidang miring, dan katrol. Pesawat rumit adalah pesawat yang terdiri atas susunan beberapa pesawat rumit contohnya pesawat terbang, pesawat telepon, motor, televisi, dan lain-lain.
Pesawat sederhana adalah segala jenis perangkat yang hanya membutuhkan satu gaya untuk bekerja. Kerja terjadi suatu gaya diberikan dan menyebabkan gerakan sepanjang suatu jarak tertentu. Kerja yang timbul adalah hasil gaya dan jarak. Jumlah kerja yang dibutuhkan untuk mencapai sesuatu bersifat konstan, walaupun demikian jumlah gaya yang dibutuhkan untuk mencapai hal ini dapat dikurangi dengan menerapkan gaya yang lebih sedikit terhadap jarak yang lebih jauh. Dengan kata lain, peningkatan jarak akan mengurangi gaya yang dibutuhkan. Rasio antara keduanya disebut keuntungan mekanik.
Pesawat sederhana bidang miring adalah permukaan rata yang menghubungkan 2 tempat yang berbeda ketinggiannya contohnya, dengan dibuat berkelok-kelok penegndara kendaraan bermotor lebih mudah melewati jalan yang menanjak. Orang yang memindahkan drum ke dalam bak truk dengan menggunakan papan sebagai bidang miringnya. Dengan demikian drum berat yang besar ukuranya dengan mudah dipindahkan keatas truk.
Bidang miring memiliki keuntungan, yaitu kita dapat memindahkan benda ketempat yang lebih tinggi dengan gaya yang lebih lebih kecil. Keuntungan bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar atau semakin kecil gaya kuasa yang harus di lakukan.
Namun demikian, bidang miring juga memiliki kelemahan, yaitu jarak yang ditempuh untuk memindahkan benda menjadi lebih jauh. Prinsip kerja bidang miring juga dapat kamu temukan pada beberapa perkakas, contohnya kampak, pisau, obeng, dll. Berbeda dengan bidang miring lainna, pada perkakas yang bergerak adalah alatnya.
B. Tujuan Praktikum
- Untuk mengetahui konsep bidang miring
- Mempelajari konsep bidang miring
- Untuk menentukan pengaruh sudut terhadap kecepatan
Bab II. Kajian Pustaka
Pesawat sederhana bidang miring adalah permukaan rata yang menghubungkan 2 tempat yang berbeda ketinggiannya contohnya, dengan dibuat berkelok-kelok penegndara kendaraan bermotor lebih mudah melewati jalan yang menanjak. Orang yang memindahkan drum ke dalam bak truk dengan menggunakan papan sebagai bidang miringnya. Dengan demikian drum berat yang besar ukuranya dengan mudah dipindahkan keatas truk.
Bidang miring memiliki keuntungan, yaitu kita dapat memindahkan benda ketempat yang lebih tinggi dengan gaya yang lebih lebih kecil. Keuntungan bidang miring bergantung pada panjang landasan bidang miring dan tingginya. Semakin kecil sudut kemiringan bidang, semakin besar atau semakin kecil gaya kuasa yang harus di lakukan.
Namun demikian, bidang miring juga memiliki kelemahan, yaitu jarak yang ditempuh untuk memindahkan benda menjadi lebih jauh. Prinsip kerja bidang miring juga dapat kamu temukan pada beberapa perkakas, contohnya kampak, pisau, obeng, dll. Berbeda dengan bidang miring lainna, pada perkakas yang bergerak adalah alatnya.
Untuk mencari keuntungan mekanis pada bidang miring :
KM = f.w = h.s
Ket :
w = berat beban
F = gaya / kuasa
h = tinggi bidang miring dari pemukaan tanah
s = panjang bidang miring
Gerak kereta dinamika pada bidang miring diduga berupa gerak dipercepat. Ada dua jenis gerak dipercepat, yaitu seperti terlihat pada Gambar 5.1dan gambar 5.2 menunjukan kurva laju-waktu (a)untuk gerak dipercepat, atau (b) untuk gerak diperlambat beraturan. Jika dalam sebuah percobaan diperoeh gerak yang mempunyai kurva laju-waktu seperti gambar 5.1 (a atau b), dapat diambil kesimpulan bahwa gerak benda (atau sebagian dari kurva tersebut) adalah gerakdipercepat beraturan atau gerak diperlambat beraturan. Dalam percobaan-percobaan terdahulu, kita mungkin telah mengamati jenis gerak seperti tersebut. Dan pada percobaan ini, kita akan mengamati gerak kereta dinamika pada bidang miring.
Gerak kereta dinamika pada bidang miring merupakan konsep dari hukum newton III yang berbunyi” Apabila benda pertama mengerjakan pada benda kedua, maka benda kedua akan mengerjakan gaya pada benda prtama yang besarnya sama, tetapi arahnya berlawanan”. Dalam gerak benda terdapat gaya gesek yang akan terjadi jia kedua permukan benda bersentuhan secar langsung (Tri Widya Astuti,2011)
Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua benda bersentuhan. Benda-benda yang dimaksud disini tidak harus berbentuk padat, melainkan dapat pula berbentuk cair, ataupun gas. Gaya gesek antara dua buah benda padat, misalna, gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan gaya antara benda padat dan cairan serta gas adalah gaya stokes. Dimana suku pertma adalah gaya gesek yang dikenal sebagai gaya gesek statis dan kinetis, sedangkan suku kedua dan ketiga adalah gaya gesek pada bena dalam fluida. Gaya gesek dapat merugikan dan juga dapat bermanfaat. Panas pada poros yang berputar, engsel pintu, dan sepatu yang aus adalah contoh kerugian yang disebabkan oleh gaya gesek. Akan tetapi tanpa gya gesek manusia tidak dapat berpindah tempat karena gerakan kakinya hanya akan menghgelincir diatas lantai.
Terdapat dua jenis gaya gesek antar dua benda yang padat saling bergerak lurus, yaitu gya gesek statis dan gaya gesek kinetis yang dibedakan antara titik-titik sentuh antara kedua permukaan yang tetap atau saling berganti (Tipler, 1991).
Gaya gesek statis adalah gesekan antara dua benda adat yang tidak bergerak relative satu sama lainnya. Seperti contoh gesekan statis apat mencegah benda meluncur kebawah pada bidang miring. Gaya gesek statis dihasilkan dari sebuah gaya yang diaplkisikan tepat sebelum benda tersebut bergerak. Gaya gesekan maksimum antar dua permukaan sebelum gerakan terjadi adalah hasil dari koefisien gesekan statis dikalikan dengan gaya normal f = µs.Fn. Ketika tidak ada gerakan yang terjadi gaya gesek dapat memiliki nilai dari nol hingga gya gesek maksimum. Setelah gerakan terjadi, gaya gesekan statis tidak ada lagi sehingga digunakan gay gesek kinetis.
Gaya gesek kinetis terjadi ketika dua benda bergerak reltif satu sama lain dan saling bergesekan.koefisien kinetis umumnya dinotasika n dengan µk dan pada umumnya selalu lebih kecil dari gaya gesek statis untuk material yang sama.
Yang mempengaruhi gaya gesek sebagai berikut :
- Koefisien gesekan(µ) adalah tingakat kekesaran permukaan yang bergesekan. Makin kasar kontak bidang permukaan yang bergesekan makin besra gesekan yang ditimbulkan. Jika bidang kasar µ= 1 dan jika bidang halus µ = 0.
- gaya normal (N) adalah gaya reaksi dari bidang akibat gaya aksi dari benda makin besar gaya normalnya makin besar gaya gesekannya. Cara merumskan gaya normal adalah dengan memakai memakai hukum Newton I Yaitu:
- Benda diatas bidang datar ditarik gaya mendatar N= w=m.g
- Benda diatas bidang miring membentuk sudut.
Bab III. Metode Praktikum
A. Alat
- Penyangga
- Mistar
- Stopwatch
- Kereta luncur
- Busur
B. Cara kerja praktikum
- baca bismillah sebelum eksperimen dimulai
- Siapkan peralatan yang akan digunakan
- Set-up peralatan seperti bidang miring
- Kemudian ukur sudut kemiringannya dari 10
sampai 60
- Lalu luncurkan kereta dan catat waktu ketika kereta meluncur
Bab IV. Hasil dan Pembahasan
4.1 Hasil
Sudut 10
| No. | Sudut | Waktu (s) | |
| 1. | 10 | 1 s | 1 s |
| 2. | 10 | 1 s | 1 s |
| 3. | 10 | 1 s | 1 s |
| 4. | 10 | 1 s | 1 s |
| 5. | 10 | 1 s | 1 s |
| 6. | 10 | 0,9 s | 0,81 s |
| 7. | 10 | 1,2 s | 1,44 s |
| 8. | 10 | 1 s | 1 s |
| 9. | 10 | 1 s | 1 s |
| 10. | 10 | 1,1 s | 1,21 s |
Sudut 20
| No. | Sudut | Waktu (s) | |
| 1. | 20 | 0,8 s | 0,64 s |
| 2. | 20 | 0,7 s | 0,49 s |
| 3. | 20 | 0,7 s | 0,49 s |
| 4. | 20 | 0,7 s | 0,49 s |
| 5. | 20 | 0,8 s | 0,64 s |
| 6. | 20 | 0,7 s | 0,49 s |
| 7. | 20 | 0,7 s | 0,49 s |
| 8. | 20 | 0,6 s | 0,36 s |
| 9. | 20 | 0,6 s | 0,36 s |
| 10. | 20 | 0,7 s | 0,49 s |
Sudut 30
| No. | Sudut | Waktu (s) | |
| 1. | 30 | 0,4 s | 0,16 s |
| 2. | 30 | 0,4 s | 0,16 s |
| 3. | 30 | 0,3 s | 0,09 s |
| 4. | 30 | 0,4 s | 0,16 s |
| 5. | 30 | 0,5 s | 0,25 s |
| 6. | 30 | 0,3 s | 0,09 s |
| 7. | 30 | 0,3 s | 0,09 s |
| 8. | 30 | 0,3 s | 0,09 s |
| 9. | 30 | 0,3 s | 0,09 s |
| 10. | 30 | 0,3 s | 0,09 s |
Sudut 40o
| No. | Sudut | Waktu (s) | |
| 1. | 40 | 0,2 s | 0,04 s |
| 2. | 40 | 0,3 s | 0,09 s |
| 3. | 40 | 0,2 s | 0,04 s |
| 4. | 40 | 0,3 s | 0,09 s |
| 5. | 40 | 0,2 s | 0,04 s |
| 6. | 40 | 0,3 s | 0,09 s |
| 7. | 40 | 0,2 s | 0,04 s |
| 8. | 40 | 0,3 s | 0,09 s |
| 9. | 40 | 0,2 s | 0,04 s |
| 10. | 40 | 0,2 s | 0,04 s |
Sudut 50o
| No. | Sudut | Waktu (s) | |
| 1. | 50 | 0,2 s | 0,04 s |
| 2. | 50 | 0,2 s | 0,04 s |
| 3. | 50 | 0,2 s | 0,04 s |
| 4. | 50 | 0,3 s | 0,09 s |
| 5. | 50 | 0,3 s | 0,09 s |
| 6. | 50 | 0,2 s | 0,04 s |
| 7. | 50 | 0,2 s | 0,04 s |
| 8. | 50 | 0,3 s | 0,09 s |
| 9. | 50 | 0,2 s | 0,04 s |
| 10. | 50 | 0,2 s | 0,04 s |
Sudut 60o
| No. | Sudut | Waktu (s) | |
| 1. | 60 | 0,1 s | 0,01 s |
| 2. | 60 | 0,1 s | 0,01 s |
| 3. | 60 | 0,2 s | 0,04 s |
| 4. | 60 | 0,2 s | 0,04 s |
| 5. | 60 | 0,1 s | 0,01 s |
| 6. | 60 | 0,1 s | 0,01 s |
| 7. | 60 | 0,1 s | 0,01 s |
| 8. | 60 | 0,1 s | 0,01 s |
| 9. | 60 | 0,1 s | 0,01 s |
| 10. | 60 | 0,1 s | 0,01 s |
Pembahasan
Sebuah bidang miring menurunkan gaya yang di butuhkan untuk menaikkan benda ketempat timggi dengan menambah jarak pemberian gaya harus diberikan ke posisi tujuan. Bidangmiring biasanya digunakan pada alat pemotong dan sering menggunakan bidang niring dalam bentuk baji. Dalam baji, gerak maju diubah menjadi gerakan pemisahan yang tegak lurus terhadap wajah.
Sekrup pada dasarnya adalah bidang miring yang dibungkus di sekitar tabung. Dalam sebuah bidang miring, gaya lurus dibidang horizontal di ubah menjadi gaya vertikal. Ketika sekrup kayu diputar, ulir sekrup mendorong kayu. Sebuah gaya reaksi dar kayu mengdorong kembali ulir sekrup dengan cara ini sekrup bergerak turun meskipun kekuatan memutar sekrup da pada bidang horizontal.
Berdasarkan dari hasil praktikum hubungan antara sudut dengan kecepatan laju gerak benda terletak pada sudut yang ditentukan. Semakin besar sudut, kecepatan gerak benda akan semakin cepat. Karena sudut yang besar, maka bidang miring akan semakin tinggi.
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi koefisien gesek antara lain:
- kecepatan relatif
- Gaya gesek maksimum tergantung pada luas permukaan bidang gesek
- Gaya normal, karena fgesek = μ Fnormal
Dari hasil tabel diatas pada sudut 10 kecepatan yang terjadi berbeda, tetapi seharusnya kecepatan yang terjadi memiliki kesamaan, ini dikarenakan adanya kesalahan pada saat melakukan praktikum seperti terlambat menekan stoptwatch, terlambat meluncurkan mobil-mobilan, dan tidak tepat dalam mengukur besar sudut.
Pada saat sudut 20 percepatan yang terjadi semakin cepat, hal ini di karenakan sudut yang di berikan lebih besar dari pada sudut sebelumnya, dan hasil kecepatan pun tidak sama karena adanya kesalahan pada saat melakukan praktikum seperti pada sudut 10.
Pada saat sudut 30 percepatan yang terjadi semakin cepat, tetapi waktu yang dihasilkan berbeda-beda, hal ini di karenakan adanya kesalahan pada praktikan, dan bentuk kesalahan pun rata-rata sama seperti pada sudut sebelumnya.
Demikian dengan besar sudut yang seterusnya, besar sudut mempengaruhi cepat suatu benda akan tetapi waktu yang dihasilkan tidak sama walaupun besar sudut sama, karena banyak faktor yang mempengaruhinya, dan rata-rata kesalaahan yang terjadi sama, yaitu terlambat menekan stoptwatch, meluncurkan mobil-mobilan, dan lain-lain.
Bab V. Penutup
A. Kesimpulan
Dari praktikum yang dilakukan mengenai bidang miring dapt disimpulkan semakin kecil sudut yang digunakan, mmaka semakn lambat pula kereta luncur itu mencapai tumbukan (titik akhir) dari bidang miring tersebut, dan sebaliknya semakin besar sudut yang digunakan, maka semakin cepat kereta luncur akan mencapai tumbukan (titik akhir) bidang miring tersebut.
B. Saran
Kami sebagai penyusun tentu masih banyak kesalahan dalam penulisan ini, tetapi kami berharap laporan kami ini bisa menjadi acuan, dan pedoman bagi praktikan-praktikan selanjutkan dalam praktikum bidang miring. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan.
DAFTAR PUSTAKA
Tipler, Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Erlangga. Jakarta
Astuti, Tri Widya. 2011. Fisika Dasar. Raja Grafindo Persada. Jakarta
Buku Penuntun Praktikum Fisika Dasar. Universitas Pakuan. Bogor
http://id.gerak kereta pada bidang miring.pdf. Diakses pada hari kamis, 20 Desember 2012 jam 15.00 WIB.
