LEMBAR KERJA SISWA (LKS)

HUKUM II NEWTON DAN GAYA GESEKAN

I. STANDAR KOMPETENSIMenerapkan konsep dan prinsip dasar kinematika dan dinamika benda titik

II. KOMPETENSI DASARMenerapkan hukum Newton sebagai prinsip dasar dinamika untuk gerak lurus, gerak vertikal dan gerak melingkar beraturan

III. INDIKATOR1) Menentukan koefisien gesekan kinetik pada bidang miring2) Menentukan besar percepatan pada bidang miring

IV. TUJUAN : 1) Untuk menentukan koefisien gesekan kinetik pada bidang miring2) Untuk menentukan besar percepatan pada bidang miring

V. TEORI :Percepatan suatu benda sebanding dengan resultan gaya yang bekerja dan berbanding terbalik dengan massanya.Secara matematik hukum ini ditulis :

a =Fm atau ΣF = ma

dimana :

ΣF = Jumlah ( resultan ) gaya yang bekerja m = Massa benda a = Percepatan yang ditimbulkan

1. Menentukan koefisien gesekan statis dan kinetis dengan teknik bidang miring

Sebuah benda pada suatu bidang miring secara perlahan perbesar sudut kemiringan bidang sampai balok tepat akan bergerak menuruni bidang. Misalkan pada saat itu sudut kemiringan bidang terhadap horizontal adalah θs, maka akan kita buktikan bahwa koefisien gesekan statis, μs = tan θs. Pada saat kemiringan θs di perbesar sedikit, benda akan bergerak di percepat ke bawah. Selanjutnya, sudut kemiringan di perkecil sampai kita mengamati bahwa benda bergerak dengan kelajuan tetap. Misalkan pada saat itu sudut kemiringan

= θk (tentu saja θk < θs) maka akan kita buktikan koefisien gesekan kinetik μk =

tan θk.

Balok dengan massa m diletakkan pada bidang miring, ada tiga gaya bekerja pada benda : gaya berat mg, gaya normal N, dan gaya gesek f. sumbu x sejajar bidang dan sumbu Y tegak lurus dengan bidang . komponen berat pada sumbu x adalah mg sin θ dan sumbu Y adalah mg cos θ . karena benda tidak bergerak pada sumbu Y,maka :

ΣFk= 0N-mg cos θk =0N = mg cos θ

Gaya gesekan kinetis maksimum, fkmaks, dapat kita tentukan

fkmaks = μk Nfkmaks= μk mg cos θk

pada saat benda bermassa m bergerak dengan kelajuan tetap menuruni bidang miring, gaya gesekannya adalah gaya gesekan kinetik maksimum. Karena benda bergerak pada sumbu X, maka berlaku

ΣFk= 0Mg sin θk-fk maks = 0

fk maks = mg sin θk

jadi, μk mg cos θk = mg sin θk

μk = mg sin θk

mg cos θk

jadi, μk = tg θk

2. Gerak benda pada bidang miring

Anda telah mengetahui bahwa sebuah benda yang diletakkan di atas meja

tidak akan jatuh. Hal itu karena adanya gaya lain yang bekerja pada benda selain

gaya berat, yaitu gaya normal. Ingat, arah gaya normal selalu tegak lurus dengan

bidang sentuh

N

mg sin θ

mg cos θ

θ mg

∑F = ma mg sin θ - fk = ma

mg sin θ – μk N = ma

a = g sin θ - μk N

a = g sin θ – μk g cos θ

VI. ALAT DAN BAHAN1) Balok kayu 4) Meja 2) Penggaris 5) Neraca ohaus3) Papan peluncur

VII. LANGKAH KERJA

1) Timbang massa balok dengan menggunakan neraca = ...... Kg 2) Susun alat-alat seperti gambar di bawah. 

θ3) Miringkan papan mulai dari sudut kemiringan terkecil dengan cara

mengangkat secara berlahan sampai balok tepat akan bergerak (meluncur)

4) Ukur tinggi penopang ( h ) dan jarak penopang dari titik penumpu ( x ) dengan mistar.

5) Ulangi percobaan di atas dengan massa dan permukaan balok yang berbeda – beda sebanyak 3 kali

6) Catat hasil pengamatan anda pada tabel berikut

VII .DATA HASIL PENGAMATAN

Massa (kg)

Permukaan Balok

jarak (m)

Tinggi (m)

Tgθ = h/x θ

VIII. PERTANYAAN1) Tentukan koefisien gesekan kinetik dari masing – masing balok

dengan bidang2) Tentukan besar percepatan tiap balok pada bidang miring

IX. DAFTAR PUSTAKA Kanginan, Marten. IPA Fisika untuk SMP Kelas x1 Jakarta: Erlangga. 2006