Simulic
Bahasa Indonesia

Mengukur koefisien gesek kinetis dengan bidang miring

FisikaGaya dan dinamikaUsia 15–16Lab virtual

Simulic.comMemuat…

Gunakan di kelas saya

Laboratorium virtual: balok meluncur dari keadaan diam pada papan yang dimiringkan dengan sudut α, dan pencacah waktu digital dengan dua gerbang cahaya mengukur waktu t untuk menempuh jarak L. Peserta didik menaikkan sudut dan melepas balok beberapa kali; tabel data otomatis menghitung a = 2L/t² serta μ = tanα − a/(g·cosα), lalu nilai rata-rata dibandingkan dengan μ pasangan bahan yang dipilih. Layar Grafik gerak menggelindingkan bola pejal atau troli menuruni bidang melewati 8 gerbang cahaya (atau tanda yang diukur dengan stopwatch): siswa menggambar grafik x–t dan v–t, menentukan percepatan dari gradien v–t, lalu membandingkannya dengan g·sinα (5/7 nilai itu untuk bola pejal yang menggelinding).

Pelajaran: Gaya berat dan gaya gesek; praktikum mengukur koefisien gesek kinetis

Yang ditunjukkan

Balok yang meluncur pada bidang miring kasar memenuhi a = g(sinα − μcosα), sehingga mengukur waktunya di antara dua gerbang cahaya (a = 2L/t²) menghasilkan koefisien gesek kinetis; pada sudut kecil gesekan statis menahannya. Layar Grafik gerak melepaskan bola pejal atau troli bergesekan kecil dari diam melewati tanda setiap 0,20 m. Posisi terhadap waktu berbentuk parabola, dan kecepatan rata-rata tiap selang, ditempatkan pada waktu tengahnya, membentuk garis lurus yang gradiennya adalah percepatan. Troli memberi a ≈ g·sinα; bola pejal hanya 5/7-nya, karena sebagian energi menjadi energi rotasi.

Cara menggunakan

Di Koefisien gesek, pilih Pasangan bahan, atur sudut dengan pegangan atau Sudut kemiringan awal, lalu tekan Lepaskan beberapa kali; setiap percobaan menambah a dan μ ke tabel. Di Grafik gerak, pilih Benda, Sudut α, dan Pengukuran waktu, lalu tekan Lepaskan. Baca waktu di tabel, bandingkan grafik x–t dan v–t, dan ulangi pada sudut lain untuk membandingkan a dengan g·sinα.

Parameter yang dapat diubah

  • Pasangan bahan Kayu – kayu (μ ≈ 0,30), Plastik – kayu (μ ≈ 0,20), Karet – kayu (μ ≈ 0,45), Baja – baja berminyak (μ ≈ 0,12)
  • Sudut kemiringan awal 5–60 °
  • Jarak antara dua gerbang cahaya 0,5–1,5 m
  • Tampilkan koefisien gesek sebenarnya untuk perbandingan
  • Layar Mengukur koefisien gesek, Grafik gerak pada bidang miring
  • Benda di bidang miring Bola pejal (menggelinding), Troli bergesekan kecil
  • Sudut kemiringan (layar grafik) 2–20 °
  • Cara mengukur waktu 8 gerbang cahaya, Tanda + stopwatch

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Mengapa pengukuran perlu diulang beberapa kali dan nilai rata-rata μ yang digunakan?
  2. Ketika sudut α diubah, t dan a berubah; apakah μ hasil perhitungan juga berubah, dan mengapa?
  3. Kira-kira pada sudut berapa balok mulai meluncur, dan bagaimana hubungan sudut itu dengan koefisien gesek?

Simulasi terkait