RSS

You can replace this text by going to "Layout" and then "Page Elements" section. Edit " About "

Configure your calendar archive widget - Edit archive widget - Flat List - Newest first - Choose any Month/Year Format

Makalah Praktikum Fisika

BAB I
PENDAHULUAN

1.1       Latar Belakang

Fisika didasarkan atas pengukuran. Kita berkenalan dengan fisika untuk mempelajari bagaimana caranya mengukur besaran-besaran yang terlibat dalam fisika. Di antara besaran-besaran ini adalah panjang, waktu, massa, suhu, tekanan, dan resistansi (tahanan/hambatan) listrik.

Untuk mendiskripsikan sebuah besaran fisika, kita mendefinisikan dahulu suatu satuan, yaitu suatu ukuran besaran yang didefinisikan bernilai persis 1,0. Kemudian kita mendefinisikan suatu standart, yaitu suatu acuan yang berfungsi sebagai patokan penbanding bagi semua contoh lain dari besaran bersangkutan. Sebagai contoh, satuan panjang adalah meter,dan sebagaimana yang akan dilihat, standar untuk meter didefinisikan sebagai jarak yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama suatu fraksi tertentu dari satu sekon (detik). Kita bebas mendefinisikan sebuah satuan dan standartnya dalam sembarang cara yang dikehandaki. Hal yang penting adalah mengerjakannya dengan cara sedemikian rupa sehingga para ilmuan diseluruh dunia akan mengakui bahwa definisi-definisi kita masuk akal dan praktis.

Segera setelah kita membuat suatu standar, misalkan untuk panjang, kita harus menentukan prosedur-prosedur yang dapat dipergunakan untuk mengkspresikan setiap panjang apapun. Apakah itu radius atom hydrogen, jarak roda papan luncur, atau jarak ke sebuah bintang, dalam acuan stndart itu. Mistar, yang diperkiraklan standar panjang kita, memberi kita suatu prosedur yang dapat dipergunakan untuk pengukuran panjang. Namun, banyak dari perbandingan-perbandingan kita harus dilakukan secara tidak langsung. Kita tidak dapat memakai sebuah mistar, misalnya , untuk mengukur radius sebuah atom ataupun jarak ke sebuah bintang.

Terdapat demikian banyak besaran fisika dalam pengorganisasinya. Untunglah besaran-besaran tersebut tidak semuanya independent. Kelajuan, misalnya, adalah rasio panjang terhadap waktu. Maka apa yang dilakukan adalah memilih menurut kesepakatan internasional beberapa besaran fisika, seperti pajang dan waktu, dan menetapkan standar untuk  besaran-besaran itu saja. Kemudian kita mendefinisikan semua besaran fisika lainnya dalam pertalian dengan besaran-besaran dasar ini dan standar-standar mereka. Kelajuan, misalnya, didefinisikan dalam pertalian dengan besaran-besaran dasar panjang dan waktu, serta standar-standar dasar yang terkait.

Standar-standar dasar harus bisa diaksesdan juga harus berlaku sebagai factor yang tetap. Jika kita mengartikan standar panjang sebagai jarak antara hidung seseorang dan telunjuk pada tangannya yang terbentang, kita tentu menpunyai standar yang terakses tetapi tentu saja, itu akan bervariasi untuk setiap orang. Tuntutan ketepatan dalam sains dan rekayasa memaksa kita untuk terlebuh dahulu berusaha mencapai standar dengan factor yang tetap (tidak berubah-ubah). Kita kemudian berupaya keras untuk membuat duplikat-duplikat dari standar-standar dasar itu yang dapat diakses oleh mereka yang memerlukannya.

Syarat utama yang harus dimiliki suatu satuan agar bisa menjadi satuan standar, yaitu :
1.          Nilai satuan harus tetap, baik dalam cuaca panas atau dingin, bagi orang dewasa maupun bagi anak-anak, dan terhadap perubahan-perubahan lingkungan lainnya. Sebagai contoh jengkal tidak bisa dijadikan satuan baku karena berbeda-beda untuk masing-masing orang sementara meter berlaku sama baik untuk orang dewasa maupun anak-anak. Oleh karena itu, meter bisa digunakan sebagai satuan yang standar.
2.          Mudah diperoleh kembali (mudah ditiru), sehingga orang lain yang ingin menggunakan satuan tersebut dalam pengukurannya bisa memperolehnya tanpa banyak kesulitan. Satuan massa, yaitu kilogram, mudah diperoleh kembali dengan membandingkannya.
3.          Satuan harus dapat diterima secara internasional. Dengan diterimanya suatu bsatuan internasional maka ilmuan dari satu Negara dapat dengan mudah memahami hasil pengukuran dari ilmuan Negara lain.

System satuan yang paling banyak digunakan di seluruh dunia, yang berlaku internasional dalah system satuan SI, kependekan dari bahasa Prancis Systeme Internasional d’Unites. System ini diusulkan pada General Conference on Weighs and Measures of the Internasional Academy of Science pada tahun 1960. dalam system satuan ini, terhadap besaran yang disebut sebagai besaran pokok.
  
Berbagai aspek kehidupan tidak dapat terpisahkan dari pengukuran dan besaran. Pada umumnya, setiap hari manusia melakukan kegiatan yang berhubungan dengan hal tersebut, meski alat ukur yang digunakan masih sederhana dan tingkat ketelitianpun belum akurat.

Alat ukur ialah alat yang digunakan untuk mengukur besaran suatu benda. Mengukur berarti membandingkan besaran suatu benda dengan skala standart. Sementara pengukuran adalah kegiatan yang membandingkan suatu yang diukur dengan sesuatu yang lain yang sejenis yang ditetapkan sebagai satuan. Dalam pengukuran pasti akan menggunakan instrument ukur untuk menentukan nilai dari suatu besaran fisis. Hal yang harus diperhatikan ketika melakukan pengukuran adalah memilih dan merangkaikan instrument secara benar.

Alat ukur dalam Fisika diantaranya seperti, jangka sorong, micrometer sekrup, spherometer, dan lain sebagainya.

Dalam mendesain atau menggunakan alat ukur sangat diperlukan ketelitian atau ketidakpastian pengukuran. ketidakpastian sering kali membuat alat tersebut berfungsi secara optimal, atau bahkan tidak berfungsi sama sekali. terjadinya ketidakpastian biasa disebabkan oleh kondisi alat itu sendiri yang kurang memadai, belum mengertinya pengamat dalam menggunakan alat, ruang praktikum yang kurang konduktif, kondisi suhu dan udara yang tidak baik dan banyak sedikitnya sumber kesalahan yang menyertai pada saat pengukuran berlangsung.

Ketelitian (akurasi) adalah suatu aspek yang menyatakan tingkat pendekatan dari nilai hasil dari pengukuran alat ukur dengan nilai benar x0. Nanti akan diakui bahwa ketelitian pengukuran berhubungan dengan ketidakpastian relative, ∆x / x0  × 100%.
Ketepatan (presisi) adalah suatuaspek pengukuranyang menyatakan kemampuan alat ukur untuk memberikan hasil pengukuran sama pada pengukuran berulang.Alat ukur dikatakan memiliki presisi tinggi bila dipakai untuk mengukur suatu besaran fisika secara berulang dan memberikan hasil yang tidak banyak berubah.Nanti akan diketahui bahwa ketepatan pengukuran berhubungan dengan ketidakpastian mutlak,

Dalam pengukuran terdapat dua macam kesalahan, yaitu:
1.            Kesalahan sistematik, yang akan mengakibatkan hasil setiap pengukuran mempunyai kesalahan yang sama. Yang menyebabkan terjadinya kesalahan sistematis diantaranya karena:
 -    Kesalahan nol, yaitu titik nol skala tidak berhimpit dengan penunjuknya
-        Kesalahn eksperimen, terjadi jika suatu alat ukur sudah dikalibrasi pada keadaan tertentu kemudian digunakan untuk keadaan yang lain atau bias terjadi akibat salah cara menggunakan alat
-            Kesalahan pengamat, yaitu kesalahan membaca skala

2.            Kesalahan rambang, yang akan mengakibatkan hasil pengukuran akan tersebar disekitar harga yang sebenarnya. Penyebab terjadinya kesalahan ini dikarenakan:
-            Gerak brown molekul udara yang mempengaruhi penunjukkan alat-alat halus
-            Kesalahan yang berfluktuasi, kesalahan yang diakibatkan adanya perubahan-perubahan sedikit yang terjadi secara tidak teratur
-            Gangguan-gangguan kecil yang terjadi di dekat laboratorium, misalnya getaran diesel dan sebagainya.
-            Ketidakraturan ukuran benda yang mempengaruhi hasil pengukuran sehingga hasil utama tidak sama dengan hasil selanjutnya.

Agar hasil yang diperoleh lebih akurat, maka pengukuran seharusnya dilakukan berulang kali. Tetapi pengukuran tunggal kadang terpaksa dilakukan karana peristiwa yang diukur tidak dapat diulang. Misalnya pengukuran kecematan komet dan lama gerhana matahari total. Pengukuran tunggal untuk besaran panjang masih bias dilakukan untuk benda-benda yang panjangnya hampir tidak berubah, misalnya panjang pencil baru. Namun untuk mengukur diameter kelereng, pengukuran tunggal tidak teliti. Hal ini karena mengukur diameter dengan sisi-sisi berbeda. Biasanya memberikan hasil yang berbeda. Jadi, apabila dimungkinkan suatu percobaan, hendaknya dilakukan melalui pengukuran berulang (lebih dari satu kali), misalnya 5 kali atau 10 kali. Nilai benar x0 dapat didekati dengan nilai rata-rata x.
Pengukuran dalam fisika terbentang mulai dari ukuran partikel yang sangat kecil, seperti massa electron, sampai dengan ukuran yang sangat besar, seperti massa bumi. Penulisan hasil pengukuran massa sangat kecil maupun sangat besar ini memerlukan tempat yang lebar dan sering salah dalam penulisannya. Untuk mengatasi masalah tersebut kita dapat menggunakan notasi ilmiah atau notasi baku.

Dalam notasi ilmiah hasil pengukuran dinyatakan sebagai:

a, …. x 10n

  dimana a adalah bilangan asli, mulai dari 1 sampai dengan 9,
             n disebut eksponen dan merupakan bilangan bulat.

Dalam penulisan analisis data dalam percobaan kita pasti menggunakan aturan angka penting.  Angka penting ialah semua angka yang diperoleh dari hasil pengukuran yang terdiri dari angka eksak dan satu angka terakhir yang ditaksir (diragukan). Adapun aturan-aturan angka penting yaitu:
1.            semua angka bukan nol adalah angka penting
2.            angka nol yang terletak di antara dua angka bukan nol termasuk angka penting
3.            semua angka nol yang terletak pada deretan akhir dari angka-angka yang ditulis dibelakang koma decimal termasuk angka penting
4.            angka-angka nol yang digunakan hanya untuk tempat titik decimal adalah bukan angka penting
5.            bilangan-bilangan  puluhan, ratusan, ribuan dan seterusnya yang memiliki angka-angka nol pada deretan akhir harus dituliskan dalam notasi ilmiah agar jelas apakah angka-angka nol tersebut termasuk angka penting atau bukan.

Dalam Praktikum Fisika Dasar I, semua aturan tersebut harus diindahkan. oleh karana itu diperlukan ringkasan praktikum yang telah dilakukan agar lebih mempermudah untuk membacanya.



1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dipaparkan dalam makalah ini ialah:
1.      Apa itu jangka sorong, apa kegunaannya, berapa ketelitian serta yang berhubungan dengan jangka sorong?
2.      Apa itu mikrometer sekrup, kegunaannya, berapa ketelitian serta yang berhubungan dengan micrometer sekrup?
3.      Apa itu spherometer, kegunaannya, berapa ketelitian serta yang berhubungan dengan spherometer?
4.      Apa itu kesetimbangan?
5.    Apa itu bandul sederhana, bagaiman penerapannya sehari-hari?
6.      Apa itu gesekan dan apa jenis-jenisnya?

1.3         Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan makalah ini ialah :
1.      Untuk mengetahui apa itu jangka sorong, kegunaan, tingkat ketelitian, serta yang berhubungan dengan jangka sorong.
2.      Untuk mengetahui apa itu micrometer sekrup, kegunaan, tingkat ketelitian serta yang berhubungan dengan micrometer sekrup.
3.      Untuk mengetahui apa itu spherometer, kegunaan, tingkat ketelitian serta yang berhubungan dengan spherometer.
4.      Untuk mengetahui apa itu kesetimbangan.
5.      Untuk mengetahui apa itu bandul sederhana, serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari.
6.      Untuk mengetahui apa itu gesekan serta jenis-jenisnya.


1.4          Manfaat Penulisan
 Makalah ini dibuat agar penulis khususnya dan pembaca umumnya dapat mengetahui beberapa alat-alat yang digunakan dalam pengukuran, kegunaannya dan hal-hal yang berkaitan dengan alat-alat itu, serta aplikasi ilmu fisika dalam kehidupan sehari-hari. Serta sebagai pemenuhan tugas Praktikum Fisika Dasar I dan sebagai pelengkap dari laporan-laporan yang telah dibuat.


BAB II
PEMBAHASAN

1.5         Jangka Sorong
Jangka sorong adalah alat ukur yang ketelitiannya dapat mencapai seperseratus milimeter. Terdiri dari dua  bagian skala, yaitu skala tetap (tidak dapat digeser)  dan skala nonius (dapat digeser). Pembacaan hasil pengukuran sangat bergantung pada keahlian dan ketelitian pengguna maupun alat. Sebagian keluaran terbaru sudah dilengkapi dengan display digital. Pada versi analog, umumnya tingkat ketelitian adalah 0.05mm untuk jangka sorang dibawah 30cm dan 0.01 untuk yang diatas 30cm.

Pada nonius jangka sorong biasanya didapatkan 49 bagian skala utama, 50 bagian skala nonius, atau 50 bagian skala nonius 49 mm, sehingga jarak antara 2 skala nonius terdekat adalah 49/50 mm = 0,98 mm. nst nonius jangka sorong dapat dicari dengan rumus :
Nst nonius = selisih jarak antara dua nst skala utama dengan jarak antara dua skala  nonius.

Hasil pengukuran jangka sorong ( H ) adalah berdasarkan hasil bacaan skala utama + hasil baca skala nonius dengan patokan angka nol ( 0 ) skala nonius (skala geser).

Kegunaan jangka sorong adalah:
·                    untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit
·                    untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang (pada pipa, maupun lainnya) dengan cara diulur
·                    untuk mengukur kedalamanan celah/lubang pada suatu benda dengan cara menancapkan / menusukkan bagian pengukur.

Jenis-jenis jangka sorong antara lain ialah:
1.         Jangka sorong nonius ( Vernier Caliper )
            Ada dua jenis utama dari jangka sorong nonius. Jenis pertama hanya digunakan untuk mengukur dimensi luar dan dimensi dalam sedangkan jenis kedua selalu untuk mengukur dimensi luar dan dimensi dalam, juga dapat digunakan untuk mengukur ketinggian.

            Pada jenis pertama, untuk pengukuran dimensi dalam maka harga yang dibaca pada skala linier harus ditambah dengan tebal dari ujumg kedua rahang ukur. Biasanya rahang ingsut/jangka sorong ini mempunyai kapasitas ukur sampai 150 mm, sedangkan untuk jenis yang besar dapat sampai 1000mm. kecermatan pembacaac tergantung dari skala noniusnya dalam hal ini adalah 0,10 ; 0,50 atau 0,2 mm.

2.         Jangka sorong Jam (Dial Caliper)
            Mistar ingsut / jangka sorong jam yang memakai jam ukur sebagai ganti dari skala nonius. Gerak lurus dari sensor diubah menjadi gerak berputar dari jam penunjuk dengan perantaraan roda gigi. Pada poros jam ukur dan batang bergigi yang melekat di tengah-tengah sepanjang batang ukur.

3.            Jangka sorong Ketinggian (Hight Gauge)
Suatu jenis jangka sorong yang berfungsi sebagai pengukur ketinggian disebut jangka sorong ketinggian. Alat ukur ini dilengkapi dengan rahang ukur yang bergerak vertical pada batang berskala yang tegak lurus dengan landasannya. Skala utama pada batang ukur ada yang dapat diatur ketinggiannya, dengan menggunakan penyetel yang terletak dipuncaknya. Dengan demikian pembacaan ukuran dapat diatur mulai dengan bilangan bulat.

Sebelum melakukan pengukuran, hendaknya terlebih dahulu dilakukan pengecekan kondisi alat pengukuran, apakah masih layak pakai atau tidak. Sebab pemakaian alat pengukuran yang sudah terrlalu lama bisa mempengaruhi tingkat ketelitian alat tersebut terhadap hasill pengukuran. Metode pengujian ini dinamakan dengan metode kalibrasi. Kesalahan-kesalahan dari alat ukur biasanya terjadi pada penunjukan skala, penunjukan awal posisi nol pada skala dan sebagainya. Pada jangka sorong kesalahan yang terjadi biasanya pada saat awal sebelum pengukuran, yaitu ketika rahang geser dan rahang tetap di tutup rapat. Posisi angka nol pada skala nonius tidak tetap berada di posisi angka nol pada skala utama, kadang bisa lebih atau kurang. Kelebihan atau kekurangan penunjukkan skala tersebut biasa dinamakan dengan kesalahan nol (zero error).

Jika posisi nol pada skala nonius berada di sebelah kanan posisis nol pada skala utama atau dinamakan juga kesalahan nol positif, maka hal ini berarti bahwa hasil pengukuran lebih dari nilai sebenarnya, sehingga untuk mendapatkan nilai yang sebanarnya digunakan formula sebagai berikut :
            Nilai sebenarnya = hasil pengukuran – kesalahan nol

Jika posisi nol pada skala nonius berada di sebelah kiri posisi nol pada skala utama atau dinamakan juga kesalahan nol negatif, maka hal ini berarti bahwa hasil pengukuran kurang dari nilai sebenarnya sehingga untuk mendapatkan nilai sebenarnya sehingga untuk mendapatkan nilai yang sebenarnya digunakan formasi sebagai berikut:
            Nilai sebenarnya = hasil pengukuran + kesalahan nol


2.1       Mikrometer Sekrup
Micrometer sekrup adalah alat ukur panjang yang mempunyai batas ukur maksimal 25 mm. Untuk mengukur benda-benda yang berukuran pendek atau kecil seperti kawat, kertas, alumunium digunakan micrometer sekrup. Mikrometer sekrup mempunyai tingkat ketelitian yang tinggi yaitu 0,01 mm. Micrometer sekrup mempunyai dua skala, yaitu skala utama dan skala nonius. Skala nonius ditunjukkan oleh selubung yang menyerupai mur. Skala pada selubung dibagi menjadi 50 bagian, satu bagian skala pada selubung mempunyai nilai 1/50 X 0,5 mm = 0,001 mm. skala utama micrometer terdapat pada batangnya. Satu bagian pada skala utama nilainya 0,1 mm.

Bagian utama micrometer adalah sebuah poros berulir yang terpasang pada sebuah silinder pemutar yang disebut bidal (selubung luar). Jika selubung luar diputar 1 kali maka rahang geser dan juga selubung luar maju atau mundur 0,5 mm. Karena selubung luar memiliki 50 skala, maka 1 skala pada selubung luar sama dengan jarak maju atau mundur rahang geser sejauh 0,5 mm/50 = 0,01 mm. Mikrometer memiliki ketelitian sepuluh kali lebih teliti daripada jangka sorong. Ketelitiannya sampai 0,01 mm.

            Hasil pengukuran dengan micrometer sekrup (H) adalah (jumlah skala utama sampai atas skala nonius x 0,5 mm) + (jumlah skala nonius sampai garis skala nonius yang segaris dengan garis horizontal pada skalam tetap x 0,01 mm).
            Mikrometer sekrup memiliki ketidakpastian pengukuran sebesar setengah dari nilai skala terkecil (skala nonius). Skala terkecil dari micrometer sekrup adalah 0,01 mm. dengan demikian ketidakpastian micrometer sekrup bisa didapat dengan menggunakan rumus: ∆X = 1/2 x nst ( nilai skala terkecil)
                                                ∆X = 1/2 x 0,01 mm = 0,05 mm.

Skala pada micrometer sekrup terdiri dari 2 bagian, yaitu :
1.         Skala Utama, terdiri dari skala : 1, 2, 3, 4, 5 mm, dan seterusnya. Dan nilai tengah : 1,5; 2,5; 3,5; 4,5; 5,5 mm, dan seterusnya.
2.            Skala Putar (terdiri dari skala 1 sampai 50)
Setiap skala putar berputar mundur 1 putaran maka skala utama bertambah 0,5 mm. Sehingga 1 skala putar = 1/100 mm = 0,01 mm.

Jenis-jenis mikrometer sekrup antara lain yaitu:
a.         Mikrometer sekrup ( Outside Mikrometer)
            Untuk mengukur dimensi luar yang lebih besar dari 25 mm dapat digunakan micrometer luar yang mempunyai kapasitas ukur dari 25 mm sampai 1000 mm yang masing-masing dengan kenaikan 25 mm.

b.            Mikrometer Luar dengan landasan bisa diganti ( Outside micrometer with interchangeable anvil )
Satu jenis micrometer dibuat dengan rangka yang besar dan mempunyai kapasitas ukur yang relatif besar, di mana kenaian tingkat sebesar 100-150 mm.
c.         Mikrometer Indikator (Indicator Micrometer)
            Micrometer adalah gabungan antara micrometer dengan jarum jam.
d.         Mikrometer Batas (Limit Mikrometer)
                        Dua buah micrometer yang disatukan dapat digunakan sebagai caliber batas bagi benda ukur dengan suatu ukuran dasar tertentu dan daerah toleransi yang relatif besar.

Mikrometer sekrup biasa digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda. Misalnya tebal kertas. Selain mengukur ketebalan kertas, mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur diameter kawat yang kecil.

Kalibrasi pada Mikrometer sekrup ialah:
Untuk micrometer sekrup, kesalahan nol positif terjadi jika posisi nol pada skala putar berada di bawah posisi nol pada skala utama, sehingga :
Nilai sebenarnya = hasil pengamatan – kesalahan nol

Kesalahan nol negative terjadi jika posisi nol pada skala putar berada di atas posisi nol pada skala utama, sehingga :
Nilai sebenarnya = hasil pengamatan + kesalahan nol

Untuk kalibrasi micrometer dapat dilakukan beberapa pemeriksaan, sebagai berikut:
a.         Gerakan silinder poros ukur/putar
b.         Kedudukan nol, yaitu apabila mulut dirapatkan maka garis referensi harus nol.
c.         Kerataan dan kesejajaran muka ukur
d.         Kebenaran dari penunjuk harga pengukuran
e.         Beberapa bagian micrometer yang lain harus berfungsi dengan baik.

Mengkalibrasi Mikrometer Sekrup dapat dilakukan dengan cara:
1.     Pastikan pengunci dalam keadaan terbuka
2.     Buka rahang dengan cara memutar ke kiri pada skala putar hingga benda dapat masuk ke rahang.
3.      Letakkan benda yang diukur pada rahang, dan putar kembali sampai tepat.
4.      Putarlah pengunci sampai skala putar tidak dapat digerakkan dan terdengar bunyi 'klik'.

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam menggunakan micrometer sekrup antara lain:
1.      Permukaan ukur dan mulut ukur dari micrometer harus dibersihkan dahulu
2.      Sebelum dipakai, kedudukan nol dari micrometer harus diperiksa.
3.      Bukalah mulut ukur sampai sedikit melebihi dimensi objek yang diukur.
4.      Benda ukur dipegang dengan tangan kiri dan micrometer dengan tangan kanan.

2.3       Spherometer
Sperometer merupakan salah satu alat ukur panjang yang mempunyai 4 buah kaki, yaitu 3 kaki tetap dan 1 kaki lainnya yang dapat bergeraknaik / turun yang terletak di tengah-tengah ketiga kaki tetap. Ketiga kaki tetap berjarak sama satu dengan yang lainnya dan membentuk segitiga sama sisi.

Alat ini dapat dipergunakan untuk mengukur jari-jari kelengkungan benda yang berbentuk bidang bola seperti cermin dan lensa cembung atau cekung. Hasil pengukuran jari-jari kelengkungan tersebut ® dicari dengan menggunakan rumus :
R= (1/2) h + S2/(6h)
Keterangan :
R = jari-jari kelengkungan benda yang diukur
H = jarak pergeseran kaki tengah dari bidang yang sama dengan kaki yang lainnya,
S = jarak kaki-kaki pinggir yang tidak dapat bergerak sesamanya.

Skala utama pada spherometer berupa skala tegak yang terdiri dari 10 skala arah ke atas dan 10 skala arah ke bawah dengan angka nol di tengah-tengah, sehingga alat ini hanya mampu mengukur panjang sampai 10 mm. Nst skala utama alat ini adalah 1 mm, sehingga tanpa memperhatikan nonius nst adalah 1 mm. alat ini mempunyai nonius berupa skala datar yang terdiri dari 100 skala (untuk 1 kali putaran) yang sama dengan jarak 1 bagian skala tegak. Sehingga nilai 1 bagian skala nonius adalah 1/100 mm = 0,01 mm. Nilai 0,01 mm merupakan nst nonius spherometer atau tingkat keteletian spherometer.

Hasil pengukuran dengan spherometer (h) diperoleh dari (angka penunjukkan skala utama x 1 mm) + (angka penunjukkan skala nonius x 0,01 mm).

Setelah h diukur dengan spherometer, kemudian diukur jarak antar sesama kaki tegak yang tidak dapat bergerak (S) dengan mistar. Selanjutnya jari-jari kelengkungan dapat dihitung menggunakan rumus di atas.

Untuk skala laboratorium, biasamya pengukuran diulang sebanyak tiga sampai lima kali untuk mengurangi kesalahan data yang diperoleh diolah dengan ralat mutlak.

Bagian dari spherometer ialah:
a.      Sekrup yang bergerak atau berputar di tengah.
b.      Tiga kaki yang ujungnya membentuk segitiga sama sisi.
c.      Keping berbentuk lingkaran yang melekat pada sekrup.
d.      Keping yang ada skalanya (biasanya 50 skala)
e.      Pemutar sekrup.

Spherometer dapat dilakukan dengan cara meletakkannya pada dasar yang rata, kemudian sekrup diputar sehingga ujung sekrup menyinggung bagian atas plat glass. Perbedaan sekrup adalah tebal plat glass. Membaca skala pada spherometer hamper sama dengan micrometer sekrup.

Sebelum menggunakan spherometer, mengkalibrasi harus dilakukan dengan cara:
a.    Letakkan spherometer pada bagian yang datar dank eras.
b.    Kemudian tekan kuat-kuat kaki-kaki spherometer.
c.    Lalu putar sampai jarak pepunjuk hamper akan bergerak.
d.    Saat akan bergerak, gunakan bagian yang paling atas untuk memutar sampai bunyi “klik”.

1.4                 Kesetimbangan
Pada saat kita menimbang suatu benda, pada hakikatnya kita bertujuan agar benda yang kita timbang dan arah timbangannya berada dalam keadaan setimbang. Sebenarnya banyak yang berkaitan dengan konsep kesetimbangan, misalnya agar mampu menahan tandangan dan pukulan lawan, seorang atlet bela diri harus melatih kekuatan otot untuk menjaga keseimbangan tubuhnya. Demikian pula agar suatu jembatan tidak ambruk, maka penyangga jembatan harus mampu menahan berat jembatan tetap dalam keadaan seimbang.

Keseimbangan dapat kita bedakan menjadi dua macam, yaitu keseimbangan static yang merupakan keseimbangan benda ketika dalam keadaan diam dan keseimbangan dinamik yang merupakan keseimbangan benda ketika bergerak dengan kecepatan konstan. Energi mekanik sebuah system sama dengan energi potensialnya, dengan demikian partikel tidak memiliki energi kinetic dan tidak ada gaya yang bereaksi padanya, dan karena itu partikel itu harus dalam keadaan diam disana, partikel yang berada pada posisi ini dikatakan berada dalam kesetimbangan netral. Misalnya kelereng yang ditempatkan di atas meja horizontal. Sedangkan bila partikel berada dalam keadaan diam, namun partikel dialihkan sedikit dalam satu arah, suatu gaya yang tidak sama dengan nol mendorong lebih jauh dalam arah yang sama dengan partikel yang terus bergerak. Partikel yang berkedudukan demikian disebut berada pada kesetimbangan tidak stabil. Misalnya kelereng yang diimbangi di atas sebuah bola. Sementara partikel yang tidak dapat bergerak ke kiri atau ke kanan dengan sendirinya karena untuk bergerak seperti itu partikel memerlukan energi kinetic negative. Jika didorong secara lembut , maka akan muncul sebuah gaya pemulih yang akan menggerakkannya kembali. Keadaan seperti ini dikatakan berada pada posisi kesetimbangan stabil. Contohnya kelereng yang diletakkan pada alas magkuk hemisferis (setengah bola). 

Syarat kesetimbangan statiknya adalah jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan nol. Secara matematis dirumuskan sebagai :
∑F = 0
Jika partikel terletak pada satu bidang (anggap bidang XY), maka syarat kesetimbangan statiknya adalah :
            ∑Fx = 0           dan     ∑Fy = 0
Dengan ∑Fx = resultan gaya pada komponen sumbu X
               ∑Fy = resultan gaya pada komponen sumbu Y
Tinjau tiga buah gaya masing-masing F1, F2, dan F3 yang bekerja pada satu titik tangkap seperti gambar berikut ini :
Jika F1, F2, dan F3 setimbang, maka berlaku persamaan berikut :
            F1/sin α1 = F2/sin α2 = F3/sin α3
Atau dengan kata lain dapat dikatakan bahwa hasil bagi setiap besarnya gaya dan sinus sudut diseberangnya selalu bernilai sama.

      Pada umumnya sebuah gaya yang bekerja pada benda akan mengakibatkan perubahan gerak, baik gerak translasi maupun gerak rotasi. Bila pada benda itu bekerja beberapa gaya, mungkin saja gaya-gaya itu dapat saling meniadakan sehingga tidak menghasilkan perubahan gerak translasi maupun gerak rotasi. Jika hal ini terjadi, benda dikatakan berada dalam kesetimbangan. Artinya, (1) benda itu diam atau bergerak lurus dengan kecepatan tetap, dan (2) benda itu tidak berotasi atau berotasi dengan kelajuan konstan.

Kesetimbangan benda sangat penting untuk dipelajari karena banyak sekali kegunaannya, antara lain dalam bidang teknik, bidang olah raga dan terkadang juga digunakan dalam bidang medis.

      Kesetimbangan pada sebuah partikel dapat dianggap sebagai suatu kesetimbangan pada suatu titik. Partikel dianggap sebagai suatu benda yang dapat diabaikan massanya, atau dianggap sebagai titik materi. Semua gaya yang bekerja pada benda dianggap bekerja pada titik tersebut.

Benda tegar adalah benda yang tidak mengalami perubahan bentuk akibat pengaruh gaya atau momen gaya. Sebenarnya benda tegar hanyalah suatu model idealisasi, karena pada dasarnya semua benda akan mengalami perubahan bentuk apabila dipengaruhi oleh suatu gaya atau momen gaya. Akan tetapi, karena perubahannya sangat kecil maka pengaruhnya terhadap keseimbaangan static dapat diabaikan.

Apabila partikel hanya mengalami gerak translansi, maka benda tegar mengalami gerak translasi dan gerak rotasi. Oleh Karena itu, agar suatu benda tegar berada dalam keadaan seimbangan, diperlukan syarat, yaitu resultan gaya dan resultan momen gaya terhadap suatu titik sembarang sama dengan nol.

Untuk menerapkan syarat ∑ T = 0, kita harus memilih pusat momen (titik) di mana banyak gaya-gaya yang besarnya belum diketahui dan gaya tersebut tidak ditanyakan sehingga momen gayanya sama dengan nol. Apabila kita dapat memilih dengan tepat pusat momen.

Selain dua syarat tersebut, benda akan mengalami kesetimbangan bila momentum linear pusat massanya, P, bernilai konstan dan momentum angularnya, L, terhadap pusat massanya, atau terhadap sembarang titik lain juga bernilai konstan. Misalnya pada cakram karet hoki yang meluncur pada permukaan tanpa gesekan dengan kecdepatan konstan, baling-baling kipas plafon yang berotasi dan roda sebuah sepada yang sedang menempuh lintasan lurus. 


1. 5      Bandul Sederhana
Pendulum adalah beban yang diikat dengan tali dan digantungkan pada suatu tempat dimana tali yang digunakan tidak dapat mulur.

            Jika beban ditarik dari posisi seimbang dengan sudut simpanagan tidak lebih dari 100 kemudian dilepaskan, maka beban akan berayun pasda bidang vertical.

            Jika gaya-gaya yang bekerja pada beban diuraikan atas komponen tangensial, maka resultan gaya radial bertindak sebagai gaya yang dibutuhkan agar beban tetap bergarak melingkar dan resultan gaya tangensial bertindak sebagai gaya pemulih yang bekerja pada beban untuk mengembalikan ke titik keseimbangannya.

Bandul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periodik yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan. Dalam bidang fisika, prinsip ini pertama kali ditemukan pada tahun 1602 oleh Galileo Galilei, bahwa perioda (lama gerak osilasi satu ayunan, T) dipengaruhi oleh panjang tali dan percepatan gravitasi.

            Gerak osilasi (getaran) yang populer adalah gerak osilasi pendulum (bandul). Pendulum sederhana terdiri dari seutas tali ringan dan sebuah bola kecil (bola pendulum) bermassa m yang digantungkan pada ujung tali, gaya gesekan udara kita abaikan dan massa tali sangat kecil sehingga dapat diabaikan relatif terhadap bola. Dengan bandulpun kita dapat mengeahui grafitasi di tempat bandul tersebut diuji.

Bandul sederhana adalah sebuah benda kecil, biasanya benda berupa bola pejal, digantungkan pada seutas tali yang massanya dapat diabaikan dibandingkan dengan massa bola dan panjang bandul sangat besar .dibandingkan dengan jari-jari bola. Ujung lain tali digantungkan pada suatu penggantung yang tetap, jika bandul diberi simpangan kecil. dan kemudian dilepaskan, bandul akan berosilasi (bergetar) di antara dua titik, misalnya titik A dan B, dengan periode T yang tetap. Seperti sudah dipelajari pada percobaan mengenai, getaran, satu getaran (1 osilasi) didefinisikan sebagai gerak bola dari A ke B dan kembali ke A, atau dari B ke A dan kembali ke B, atau gerak dari titik a ke A ke B dan kembali ke titikO.
Ada beberapa parameter (atau variabel) pada bandul, yaitu periodenya (T), ), massa bandul (m), dan simpangan sudut (O) panjangnya ( ).

Waktu yang diperlukan untuk satu getaran sempurna disebut priode getaran ( T ). Sedangkan jumlah getaran yang dilakukan setiap sekon disebut frekuensi ( f ). Hubungan f dan T adalah sebagai berikut:
                            T = 1/f keterangan : T = periode (sekon/ detik ).
                            f = frekuensi ( Hz ).

           Bandul sederhana adalah benda ideal yang terdiri dari sebuah titik massa (m) yang digantung pada tali ringan tidak mulur. Jika bandul ditarik kesamping dari posisi kesetimbangan , lalu dilepas maka bandul akan berayun dalam bidang vertical karena pengaruh gravitasi bumi, gerak ini merupakan gerak osilasi dan priodik.

            Gaya gaya yang bekerja pada massa (m) terdiri atas komponen radial dan tangesial, bertindak sebagai pemulih yang bekerja pada massa (m) untuk mengembalikan pada titik kesetimbangannya. Sedangkan resultan gaya radial bertindak sebagai gaya yang dibutuhkan beban agar tetap berada pada posisi bergerakmelingkar.

            Sebuah bandul sederhana dengan panjang L dengan sebuah benda bermassa (m) yang digantung dan membentuk sudut θ terhadap arah vertical . gaya yang bekerja pada benda adalah gaya berat (mg) dan gaya tarik (T) pada tali. Jika dipilih satu system koordinat dengan sudut menyinggung lingkaran tangesial dan satu sumbu lain dengan arah radial. Maka uraian gaya berat (mg) atas komponen-komponen arah radial adalah mg cos θ dan arah tangesial mg sin θ . komponen radial gaya gaya tersebut memberikan kecepatan sentripental pada benda (m). Besar gaya yang menarik beban agar kembali keposisi setimbang adalah -mg sin θ,

            sesuai hukum II Newton berlaku :
-mg sin θ = ma
untuk sudut θ yang kecil berlaku sin θ = θ
y/ L = θ ( y = panjang simpangan )
sehingga dapat ditulis
-mg ( y/L ) = ma
a = -( g/L ) y ……… 1
periode getaran harmonic secara umum dapat dirumuskan
T = 2π(-y/a)1/2 ………2
Apabila persamaan 1 di subsitusi ke persamaan 2 maka besar periode getaran bandul adalah :

T = 2π(L/g)1/2
T = 2 π√(L/g)
Dan frekuensi menjadi
f = 1/2π √(g/L)

            Gerak harmoni sederhana adalah gerak bolak balik suatu benda secara periodik dengan resultan gaya yang bekerja pada titik sembarang selalu mengarah ketitik setimbangnya. 

Gerak Harmonis Sederhana adalah gerak bolak - balik suatu benda melewati titik keseimbangan. Contohnya, bandul jam yang bergerak ke kiri dan ke kanan, penggaris yang salah satu ujungnya dijepit di meja dan ujung lainnya digetarkan.

           Dalam Gerak Harmonis Sederhana, benda terbagi menjadi tiga bagian. Dimana tiap benda yang bergerak secara harmonis akan memiliki simpangan, kecepatan dan percepatan.

Bandul adalah benda yang terikat pada sebuah tali dan dapat berayun secara bebas dan periodik yang menjadi dasar kerja dari sebuah jam dinding kuno yang mempunyai ayunan. Dalam bidang fisika, prinsip ini pertama kali ditemukan pada tahun 1602 oleh Galileo Galilei, bahwa perioda (lama gerak osilasi satu ayunan, T) dipengaruhi oleh panjang tali dan percepatan gravitasi.
Gerak osilasi (getaran) yang populer adalah gerak osilasi pendulum (bandul). Pendulum sederhana terdiri dari seutas tali ringan dan sebuah bola kecil (bola pendulum) bermassa m yang digantungkan pada ujung tali, gaya gesekan udara kita abaikan dan massa tali sangat kecil sehingga dapat diabaikan relatif terhadap bola. Dengan bandulpun kita dapat mengeahui grafitasi di tempat bandul tersebut diuji.

1. 6      Gesekan
Gaya gesekan merupakan akumulasi interksi mikro antara kedua permukaan yang saling bergesekan / bersentuhan. Gaya-gaya yang bekerja antara lain adalah gaya elektrostatispada masing-masing permukaan. Dulu diyakini bahwa permukaan yang halus akan menyebabkan gaya gesek (koefien gesekan) menjadi lebih kecil nilainya dibandingkan yang memiliki permukaan yang kasar, akan tetapi dewasa ini tidak lagi demikian, konstruksinya mikro/nano pada permukaan yang dapat menyebabakan gesekan menjadi minimum, bahakan cairan tidak lagi dapat membasahinya.

            Koefisien gesekan timbul karena adanya perpaduan antara 2 permukaan, oleh karena itu dalam melukis vector gaya gesekan selalu pada permukaan yang bertemu. Koefisisen gesekan dibedakan atas 2 jenis yaitu koefesien gesekan statis dan koefesien gesekan kinetis.

            Bila ditinjau dari sifat geraknya maka kemungkinan harga koefesien gesekan statis (µs) dan koefesien gesekan kinetis (µk) adalah µs ≤ µk. Apabila kita meninjau sebuah benda yang berada pada bidang miring.

      Pada saat benda tepat akan bergerak, maka pada posisi itu berlaku:
                              ∑F= 0          dan                      ∑Fy = 0

            Dengan mninjau gaya-gaya yang bekerja pada benda maka dapat dibuktikan bahwa:
                              µs = tg ө

                Dimana teta adlah sudut kemiringan bidang miring terhadap bidang horizontal.Selnajutnya bila ditinjau saat benda meluncur ke bawah, maka akan berlaku :
                              ∑F= m . a                dan                 ∑Fy = 0

      Dari kedua syarat di atas dapat dibuktikan bahwa koefisien kinetis dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:
                               µk = tg ө – (2s/t2 g cos ө)
      Dimana:         ө = sudut kemiringan bidang
                              S = jarak yang ditempuh benda
                              T = waktu yang diperlukan benda menempuk jarak s

            Dalam peristiwa di atas maka percepatan benda dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan:
                              a = g (sinө - µk cos ө)
           

            Bila permukaan sebuah benda meluncur diatas permukaan benda lain. Masing-masing benda akan saling melakukan gaya gesekan, sejajar denga permukaan itu. Gaya gesekan terhadap tiap benda berlawanan arahnya dengan arah geraknya, relative terhadap benda lawannya. Jadi jika sebuah meja atau suatu gaya gesekan kekiri akan bekerja terhadap balok dan suatu gaya sama besar kekanan bekerja terhadap meja. Gaya gesekan juga akan bekerja dalam keadaan tidak terjadi.

            Pada tempat-tempat tinggi saja yang jumlahnya relative kecil, maka luas daerah yang bersinggungan amat berbeda dengan luas daerah permukaan seluruhnya. Persamaan Fs≤µs . N dan Fk = µk . n adalah rumus empiris berdasarkan yang sering terjadi serta amat bergun. Atetapi bukan merupakan hukum-hukum dasar fisika, seperti halnya HUKUM NEWTON.

            Dua metode mengurangi gesekan diperlihat kontrapsi yang dirancang oleh JOHN STULL dan ALFRED UNIVERSITY. Alas ‘meja’ berbentuk V terbalik itu mengurangi atau mempunyai lubang kecil-kecil yang dapat dilalui angin (udara) di atasnya dapat meluncur pelutur berbentuk V terbalik pula yang diberi bumper kenyal.

            Bila sentuhan atau sebuah peluncur dilertakkan di atas alas itu dan didorong maka peluncur itu akan membentuk bumper yang terpasang pada ujung-ujung meja, lalu bergerak bolak-balik berkali-kali sebelum berhanti. Gesekan sangat kecil sekali.

            Gerak relative suatu gaya horizontalterhadap sebuah peti berat yang terletak dilantai 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.

            Leonardo Da Vinci (1452-1519) yang mula-mula merumuskan cara mengurangi gesekan dalam bentuk rol dan struktur. Davinci meninggalkan ball bearing kayu yang sangat mirip dengan ball jarring logam yang dipakai saat ini. Di dunia modern sekarang, hamper semua alat yang bergerak memakai bahasa Indonesia disebut KLAHAR. Diilhami oleh Davinci, hukum-hukum fisika mengenai gesekan dirumuskan oleh dua ilmuan secara terpisah yaitu AMONTOS(1699) dan selanjutnya COLOUMB(1751) dan disebut hokum gesekan AMONTOS-COULUMB. Hukum ini sederhana dan berisi 4 baris filsafat :
1.    Gaya gesekan tidak tergantung pada luas proyeksi permukaan yang bersentuhan.
2.    Gaya geseka pada permukaan yang bersentuhan berbanding lurus dengan gaya tegak lurus pada permukaan tersebut.
3.    Gaya gesekan tidak berhubungan dengan kecepatan sliding permukaan.
4.    Gaya gesekan statis lebih besar dari pada gaya gesekan dinamis.

Koefesien gesekan yang terdapat yakni koefesien gesekan statis dan koefesien luncur terutama tergantung pada sifat kedua permukaan yang bersinggungan menjadi relative besar jika permukaan. Permukaan kasar dan kecil jika halus. Koefesien gesekan luncur sedikit berubah-ubah, Tergantung dari kecepatan relatifnya. Akan tetapi untuk mudahnya, di anggap saja tidak dipengaruhi oleh kecepatan koefesiendemikian juga hamper tidak dipengaruhi oleh luas bagian yang bersinggungan.

Gerak buku yang dilincurkan tersebut ternyata bukan merupakan gerak lurus beraturan, tetapi gerak lurus berubah  beraturan, yitu gerak yang diperlambat. Berarti ada gaya yang memperlambat buku, yang sudah barang tentu arahnya berlawanan dengan arah gerak buku.

Gaya gesekan tidak hanya menguntungkan tetapi juga merugikan. Seperti halnya yang merugikan adalah:
1.    Gaya gesekan antara permukaan jalan dan roda kendaraan, jalanan yang tidak rata menyebabakan gaya gesekan antara roda kendaraan darat dengan jalanan sangat besar, sehingga intuk mengatasinya jalanan dilapisi dengan aspal. Dengan demikian gesekan antara jalan dengan roda menjadi lebih keci, dan kendaraan bisa bergerak dengan lebih cepat.
2.    Gaya gesekan antara bagian-bagian yang bberputar dalam sebuah mesin, bila tidak dikurangi akan menyebabkan mesin cepat panas dan aus sehingga mesin cepat rusak. Oleh karena itu mesin-mesin yang berputar peril diberikan cairan pelumas sehingga gesekan antara bagian-bagian yang berputar didalamnya bisa dikurangi.
3.    Ternyata, udara bisa memberikan gaya gesekan, misalnya pada mobil yang sedang bergerak. Besar kecilnya gesekan udara ini tergantung pada bagaimana bentuk mobil terseabut. Bentuk mobil yang bisa memperkecil gaya gesekan udara disebut bentuk mobil yang aerodinamis.

Gaya gesekan yang menguntungkan seperti:
1.    Gaya gesekan antara tubuh kita dengan benda-benda lein bermenfaat untuk melakukan berbagai kegiatan. Ketika berjalan, berlari, memegang benda, menulis, kita menggunakan gaya gesekan.
2.    Gaya gesekan digunakan dalam pengereman sepeda dan sepada motor. Pada sepeda motor terdapat piringan rem, yang pada saat dilakukan pengereman, piringan re mini tercengkeram oleh alat pencengkeram. Gesekan antara piringan rem dengan pencengkeramnya ini menimbulkan gaya gesekan yang memaksa roda berhenti berputar.
3.    Gaya gesekan udara dengan parasut  menyebabkan penerjun payung dapat melayang-layang di udara. Bila gesekan tidak ada maka penerjun akan jatuh ke tanah dengan kecepatan yang sangat besar, sehingga sangat berbahaya. Ingat kembali pernyataan Galileo bahwa dua buah benda dalam ruang hampa (berarti tidak ada ada gesekan) akan jatuh dalam waktu yang bersamaan.
4.    Tanpa adanya gaya gesekan, kita tidak bisa mengaturtata letak perabotan-perabotan, misalnya meja, kursi, dan tempat tidur pada tempat yang tetap.

Gaya-gaya gesek (gaya-gaya friksi) tak dapat terhindarkan dalam kehidupan kita sehari-hari. Dibiarkan beraksi sendiri, gaya-gaya itu akan menghentikan setiap benda yang bergerak dan menghentikan setiap batang yang berotasi. Pada sebuah mobil, sekitar 20% dari bensinya terpakai untuk menetralkan gesekan di dalam mesin dan rantai penggerak. Di sisi lain, jika gaya gesekan sama sekali tidak ada, kita tidak dapat mempunyai mobil pergi kemana-mana, dan kita tidak dapat berjalan atau mengendarai sepeda. Kita tak dapat memegang pensil dan kalaupun dapat, kita tak dapat menggunakannya untuk menulis. Paku dan sekrup akan menjadi tak berguna, kain tenun akan berantakan dan simpul-simpul akan terlepas.

Pada dasarnya gaya gesek adalah gaya yang beraksi di antara atom-atom permukaan sebuah benda dan atom-atom permukaan benda yang lain. Jika dua permukaan logam yang dipoles halus dan dibersihkan secara cermat disatukan dengan ruang hampa yang sangat baik, kedua permukaan logamtidak dapat dibuat saling menggelincir pada oermukaan yang lain. Sebagai gantinya mereka serta merta terlas dingin bersama, membentuk suatu lempengan logam tunggal. Jika balok-balok ukur milik seorang ahli mesinyang telah dipoles secara khusus disatukan di dalam udara, balok menempel satu sama lain secara cukup kuat dan dapat dipisahkan hanya dengan gerak renggutan. Namun umumnya, kontak aton ke atom semacam itu tidak mungkin terjadi. Bahkan permukaan metal yang terpoles haluspun jauh dari kondisi ratapada skala atomic. Lagi pula, permukaan-permukaanbenda sehari-hari mempunyai lapisan-lapisan oksida dan kontaminan-kontaminan lain yang mereduksi pengelasan dingin.

Apabila dua permukaan semacam itu disatukan, hanya titik tingginya yang saling bersentuhan . (Bagaikan pegunungan Alpen di Swiss yang dijungkirkan dan diletakkan di atas pegunungan Alpen di Austria). Luas sebenarnya bidang kontak mikroskopis jauh lebih kecil daripada luas bidang kontak mikroskopis yang terlihat, mungkin dengan factor sebesar 104. Meskipun begitu, banyak titik-titik kontakyang bersangkutan oleh las dingin. Las-las ini menimbulkan gesekan static apabila suatu gaya yang dikerjakan berupaya menggeser permukaan-permukaan itu.

Apabila permukaan-permukaan tersebut ditarik agar saling bergeseran, terlebih dahulu terjadi pengoyakan las (pelepasan diri) dan kemudian ruang sela pengoyakan kontinu dan pembentukan kembali las-las sewaktu kontak-kontak kesempatan berikutnya terjadi.

Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung antara dua permukaan benda, arah gaya gesekan berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda. Besarnya gaya gesekan ditentukan oleh kehalusan atau kekasaran permukaan benda yang bersentuhan.

Gaya gesekan yang terjadi sewaktu benda tidak bergerak disebut gaya gesekan statis. Gaya gesekan yang terjadi sewaktu benda bergerak disebut gaya gesekan kinetis. Besar gaya gesekan statis lebih besar dari gaya gesekan kinetis.
Contoh gaya gesekan yang menguntungkan:
  • Gaya gesekan pada rem dapat memperlambat laju kendaraan
  • Gaya gesekan pada alas sepatu dengan jalan, jika jalan licin orang yang berjalan bisa tergelincir

Contoh gaya gesekan yang merugikan:
  • Gaya gesekan antara udara dengan mobil dapat menghambat gerak mobil.
  • Adanya gaya gesekan pada roda dan porosnya, sehingga dapat mengakibatkan aus

Gesekan biasanya terjadi di antara dua permukaan benda yang bersentuhan, baik terhadap udara, air atau benda padat. Ketika sebuah benda bergerak di udara, permukaan benda tersebut akan bersentuhan dengan udara sehingga terjadi gesekan antara benda tersebut dengan udara. Demikian juga ketika bergerak di dalam air. Gaya gesekan juga selalu terjadi antara permukaan benda padat yang bersentuhan, sekalipun benda tersebut sangat licin. Permukaan benda yang sangat licin pun sebenarnya sangat kasar dalam skala mikroskopis. Ketika kita mencoba menggerakan sebuah benda, tonjolan-tonjolan miskroskopis ini mengganggu gerak tersebut. Sebagai tambahan, pada tingkat atom (ingat bahwa semua materi tersusun dari atom-atom), sebuah tonjolan pada permukaan menyebabkan atom-atom sangat dekat dengan permukaan lainnya, sehingga gaya-gaya listrik di antara atom dapat membentuk ikatan kimia, sebagai penyatu kecil di antara dua permukaan benda yang bergerak. Ketika sebuah benda bergerak, misalnya ketika kita mendorong sebuah buku pada permukaan meja, gerakan buku tersebut mengalami hambatan dan akhirnya berhenti, karena terjadi gesekan antara permukaan bawah buku dengan permukaan meja serta gesekan antara permukaan buku dengan udara, di mana dalam skala miskropis, hal ini terjadi akibat pembentukan dan pelepasan ikatan tersebut.
Jika permukaan suatu benda bergeseran dengan permukaan benda lain, masing-masing benda tersebut melakukan gaya gesekan antara satu dengan yang lain. Gaya gesekan pada benda yang bergerak selalu berlawanan arah dengan arah gerakan benda tersebut. Selain menghambat gerak benda, gesekan dapat menimbulkan aus dan kerusakan. Hal ini dapat kita amati pada mesin kendaraan. Misalnya ketika kita memberikan minyak pelumas pada mesin sepeda motor, sebenarnya kita ingin mengurangi gaya gesekan yang terjadi di dalam mesin. Jika tidak diberi minyak pelumas maka mesin kendaraan kita cepat rusak. Contoh ini merupakan salah satu kerugian yang disebabkan oleh gaya gesek.

Kita dapat berjalan karena terdapat gaya gesek antara permukaan sandal atau sepatu dengan permukaan tanah. Jika anda tidak biasa menggunakan alas kaki gaya gesek tersebut bekerja antara permukaan bawah kaki dengan permukaan tanah atau lantai. Alas sepatu atau sandal biasanya kasar / bergerigi alias tidak licin. Para pembuat sepatu dan sandal membuatnya demikian karena mereka sudah mengetahui konsep gaya gesekan. Demikian juga alas sepatu bola yang dipakai oleh pemain sepak bola, yang terdiri dari tonjolan-tonjolan kecil. Apabila alas sepatu atau sandal sangat licin, maka anda akan terpeleset ketika berjalan di atas lantai yang licin atau gaya gesek yang bekerja sangat kecil sehingga akan mempersulit gerakan anda. Ini merupakan contoh gaya gesek yang menguntungkan.

Ketika sebuah benda berguling di atas suatu permukaan (misalnya roda kendaraan yang berputar atau bola yang berguling di tanah), gaya gesekan tetap ada walaupun lebih kecil dibandingkan dengan ketika benda tersebut meluncur di atas permukaan benda lain. Gaya gesekan yang bekerja pada benda yang berguling di atas permukaan benda lainnya dikenal dengan gaya gesekan rotasi. Sedangkan gaya gesekan yang bekerja pada permukaan benda yang meluncur di atas permukaan benda lain (misalnya buku yang didorong di atas permukaan meja) disebut sebagai gaya gesekan translasi. Pada kesempatan ini kita hanya membahas gaya gesekan translasi, yaitu gaya gesekan yang bekerja pada benda padat yang meluncur di atas benda padat lainnya.

Lakukanlah percobaan berikut ini untuk menambah pemahaman anda. Letakanlah sebuah balok pada permukaan meja. Ikatlah sebuah neraca pegas (alat untuk mengukur besar gaya) pada sisi depan balok tersebut. Sekarang, tarik pegas perlahan-lahan sambil mengamati perubahan skala pada neraca pegas. Tampak bahwa balok tidak bergerak jika diberikan gaya yang kecil. Balok belum bergerak karena gaya tarik yang kita berikan pada balok diimbangi oleh gaya gesekan antara alas balok dengan permukaan meja. Ketika balok belum bergerak, besarnya gaya gesekan sama dengan gaya tarik yang kita berikan. Jika tarikan kita semakin kuat, terlihat bahwa pada suatu harga tertentu balok mulai bergerak. Pada saat balok mulai bergerak, gaya yang sama menghasilkan gaya dipercepat. Dengan memperkecil kembali gaya tarik tersebut, kita dapat menjaga agar balok bergerak dengan laju tetap; tanpa percepatan. Kita juga bisa mempercepat gerak balok tersebut dengan menambah gaya tarik.

Gaya gesekan yang bekerja pada dua permukaan benda yang bersentuhan, ketika benda tersebut belum bergerak disebut gaya gesek statik (lambangnya fs). Gaya gesek statis yang maksimum sama dengan gaya terkecil yang dibutuhkan agar benda mulai bergerak. Ketika benda telah bergerak, gaya gesekan antara dua permukaan biasanya berkurang sehingga diperlukan gaya yang lebih kecil agar benda bergerak dengan laju tetap. Ketika benda telah bergerak, gaya gesekan masih bekerja pada permukaan benda yang bersentuhan tersebut. Gaya gesekan yang bekerja ketika benda bergerak disebut gaya gesekan kinetik (lambangnya fk) (kinetik berasal dari bahasa yunani yang berarti “bergerak”). Ketika sebuah benda bergerak pada permukaan benda lain, gaya gesekan bekerja berlawanan arah terhadap kecepatan benda. Hasil eksperimen menunjukkan bahwa pada permukaan benda yang kering tanpa pelumas, besar gaya gesekan sebanding dengan Gaya Normal.
Gaya gesek kinetic fk sama dengan jumlah vector dari gaya-gaya pada berbagai kontak itu. Sering kali, gerak yang terjadi merupakan “sentakan”, karena kedua permukaan bersangkutan bertempelan dan kemudian bergeseran. Bertempelan dan bergeseran secara berulang seperti itu dapat menimbulkan bunyi berdecitatau berderit, seperti ban selip di jalan, kuku tangan menggaruk papan tulis, pintu nengsel berkarat dibuka, dan busur di gesekan pada biola.

KOOFISIEN GESEKAN STATIK DAN KINETIK
Perhatikan bahwa hubungan antara gaya normal dan gaya gesekan pada persamaan di atas hanya untuk besarnya saja. Arah kedua gaya tersebut selalu saling tegak lurus satu dengan yang lain, sebagaimana diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Berikut ini keterangan untuk gambar di bawah : fk adalah gaya gesekan kinetik, fs adalah gaya gesekan statik, F adalah gaya tarik, N adalah gaya normal, w adalah gaya berat, m adalah massa, g adalah percepatan gravitasi.



















BAB III
PENUTUP

3.1                               Kesimpulan
Dari pembahasan pada bab sebelumnya, makalah ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
1.            Jangka sorong
·                     Jangka sorong adalah alat ukur yang ketelitiannya dapat mencapai seperseratus milimeter.
·                          Umumnya tingkat ketelitian adalah 0.05 mm untuk jangka sorang dibawah 30cm dan 0.01 untuk yang diatas 30cm. Kegunaan jangka sorong adalah:
·                     untuk mengukur suatu benda dari sisi luar dengan cara diapit
·                    untuk mengukur sisi dalam suatu benda yang biasanya berupa lubang (pada pipa, maupun lainnya) dengan cara diulur
·                    untuk mengukur kedalamanan celah/lubang pada suatu benda dengan cara menancapkan / menusukkan bagian pengukur.


2.                   Micrometer sekrup
·                     Micrometer sekrup adalah alat ukur panjang yang mempunyai batas ukur maksimal 25 mm.
·                     Mikrometer sekrup mempunyai tingkat ketelitian yang tinggi yaitu 0,01 mm
·                     Mikrometer sekrup biasa digunakan untuk mengukur ketebalan suatu benda. Misalnya tebal kertas. Selain mengukur ketebalan kertas, mikrometer sekrup digunakan untuk mengukur diameter kawat yang kecil.

3.        Spherometer
·                     Sperometer merupakan salah satu alat ukur panjang yang mempunyai 4 buah kaki, yaitu 3 kaki tetap dan 1 kaki lainnya yang dapat bergeraknaik / turun yang terletak di tengah-tengah ketiga kaki tetap
·                     Alat ini dapat dipergunakan untuk mengukur jari-jari kelengkungan benda yang berbentuk bidang bola seperti cermin dan lensa cembung atau cekung
·                     Nilai 0,01 mm merupakan nst nonius spherometer atau tingkat keteletian spherometer.

4.                  Kesetimbangan
·                     Syarat kesetimbangan statiknya adalah jika resultan gaya yang bekerja pada benda tersebut sama dengan no.l momentum linear pusat massanya, P, bernilai konstan dan momentum angularnya, L, terhadap pusat massanya, atau terhadap sembarang titik lain juga bernilai konstan
·                     Kesetimbangan benda sangat penting untuk dipelajari karena banyak sekali kegunaannya, antara lain dalam bidang teknik, bidang olah raga dan terkadang juga digunakan dalam bidang medis.

5.                       Bandul sederhana
·                     Bandul sederhana adalah sebuah benda kecil, biasanya benda berupa bola pejal, digantungkan pada seutas tali yang massanya dapat diabaikan dibandingkan dengan massa bola dan panjang bandul sangat besar .dibandingkan dengan jari-jari bola
·                     Dengan bandulpun kita dapat mengeahui grafitasi di tempat bandul tersebut diuji.

6.                 Gesekan 
·                    Gaya gesekan merupakan akumulasi interksi mikro antara kedua permukaan yang saling bergesekan / bersentuhan



·                     Gaya gesekan yang menguntungkan seperti:
Gaya gesekan antara tubuh kita dengan benda-benda lain, gaya gesekan digunakan dalam pengereman sepeda dan sepada motor. Gaya gesekan udara dengan parasut  menyebabkan penerjun payung dapat melayang-layang di udara. Tanpa adanya gaya gesekan, kita tidak bisa mengaturtata letak perabotan-perabotan, misalnya meja, kursi, dan tempat tidur pada tempat yang tetap.


3.2           Saran

Dalam makalah ini, penulis menyarankan kepada pembaca umumnya yang tanpa disadari selalu menggunakan perhitungan dan konsep fisika dalam kehidupannya agar tetap mempelajari ilmu tersebut dengan baik sehingga dalam penerapannya tidak mengalami kesulitan.


DAFTAR PUSTAKA

     
Abdullah, Mikrajuddin. 2007. Fisika 2 A untuk SMA dan  MA. Bandung: Esis.
Foster, Bob. 2000. Fisika SMU kelas 1. Bandung: Erlangga.
Halliday Resnick, Walker. 1991. Dasar-dasar Fisika Jilid Satu. Tanggerang: Binapura Aksara.
http://www.fisika.org/ragam/essays/articles_.html
http://yogaslavianarmy.wordpress.com/2008/05/04/alat-ukur-fisika.html
Kanginan, Marthen. 2007. Fisika untuk SMA kelas X. Cimahi: Erlangga.
Ruwanto, Bambang. 2007. Asas-asas Fisika. Yogyakarta: Yudistira.
Supriyanto. 2007. Fisika untuk SMA kelas XI. Jakarta: Phibeta.
Tim Fisika Dasar I. 2006. Penuntun Praktik Fisika Dasar i. Jambi: Universitas Jambi.
Zamrozi, dkk. 2003. Acuan Pelajaran Fisika. Yoguakarta: Yudistira.

*

  • Digg
  • Del.icio.us
  • StumbleUpon
  • Reddit
  • RSS

0 komentar:

Poskan Komentar