Media Pembelajaran Fisika Berbasis IoT & AI

Modul Praktikum Gaya Gesek Bidang Miring

OLEH: IRNA HASANAH

I. ALAT DAN BAHAN (Modifikasi IoT)

No.Nama Alat/BahanJumlah
1.Papan inklinasi berkatrol1 buah
2.Balok Permukaan Berbeda3 buah
3.Neraca digital1 buah
4.Tali penghubung/Benang nilon1 buah
5.Penahan papan inklinasi (Otomatis)1 set
6.Mikrokontroler ESP32 NodeMCU1 buah
7.Sensor MPU6050 (Accelerometer)1 buah
8.Sensor Ultrasonik HC-SR042 buah

II. CARA KERJA (Sistem Otomasi IoT)

Percobaan 1 : Pengukuran Koefisien Gesek Statis

  1. Siapkan alat dan bahan. Pastikan ESP32 terhubung ke Wi-Fi.
  2. Atur massa balok (\(m_1\)) dan pilih jenis permukaan (Licin/Kasar).
  3. Gunakan Slider Sudut: Perlahan atur dan angkat sudut kemiringan. Sensor MPU6050 membaca sudut papan (\(\theta\)) secara real-time.
  4. Logika Fisika: Permukaan Kasar membutuhkan sudut kemiringan yang jauh lebih tinggi daripada Permukaan Licin agar balok bisa meluncur menembus hambatan gaya gesek.
  5. Jika sudut yang diatur sudah melampaui "Sudut Kritis" benda, klik JALANKAN ALAT. Balok akan meluncur dari Atas ke Bawah. MCU mengunci nilai sudut dan menghitung Sumbu X, Y, dan Koefisien Gesek Statis (\(\mu_s\)).

Percobaan 2: Pengukuran Koefisien Gesek Kinetis

  1. Pilih Mode 2 (Kinetis). Atur sudut papan menggunakan slider.
  2. Atur massa balok utama (\(m_1\)) dan massa beban gantung (\(m_2\)).
  3. Klik JALANKAN ALAT. Sistem melepaskan penahan, beban \(m_2\) akan menarik balok \(m_1\) meluncur dari Bawah ke Atas mendekati katrol.
  4. Sensor Ultrasonik HC-SR04 akan menghitung waktu tempuh (\(t\)) secara presisi pada jarak konstan (\(s\) = 80 cm).
  5. Data Percepatan (\(a\)) dan Koefisien Kinetis (\(\mu_k\)) dikirim otomatis ke ThingSpeak dan Tabel. Lakukan 5 ulangan.
Irna Hasanah

Alur Logika Program ESP32 (Diagram Pure HTML)

MULAI PROGRAM IoT
ā†“
Inisialisasi Wi-Fi, Sensor MPU6050 & HC-SR04
ā†“
Apakah Wi-Fi Terhubung?
ā†“ (YA)
Pilih Mode Eksperimen (Statis / Kinetis)
ā†“
Mode 1A/1B: Gesek Statis
User mengatur Sudut (\(\theta\)) Papan via Slider
ā†“
\(\theta\) >= Sudut Kritis Material?
ā†“ (YA)
Balok Meluncur (Atas ke Bawah)
MCU Mengunci Sudut MPU6050
ā†“
Hitung \(X, Y\), dan \(\mu_s\)
Kirim Field 1, 2, 3 ke ThingSpeak
Mode 2: Gesek Kinetis
User atur \(\theta\), Massa \(m_1\), & Massa \(m_2\)
ā†“
Penahan Dilepas
\(m_2\) Menarik \(m_1\) (Bawah ke Atas)
ā†“
Sensor HC-SR04 Mengukur Waktu Tempuh (\(t\))
pada Jarak 80 cm
ā†“
Hitung Percepatan Kinematika (\(a\))
Kirim Field 4, 5, 6 ke ThingSpeak
ā†“
Update Dashboard Cloud & Tabel Laporan
ā†“
SELESAI (Lanjut Ulangan Berikutnya)
Irna Hasanah

šŸŽ® Simulator IoT (Satu Persatu per Ulangan)

0.5kg
0.4kg
Status Sensor:
MPU6050 (Sudut): Membaca...
HC-SR04 (Jarak): Standby

šŸ“” Serial Monitor ESP32

[00:00:00] Sistem IoT Siap. Silakan atur slider sudut dan tekan JALANKAN.

ā˜ļø ThingSpeak Cloud Dashboard

Field 1: Tinggi (Y)-
Field 2: Alas (X)-
Field 3: Koef. Statis (\(\mu_s\))-
Field 4: Jarak (s)-
Field 5: Waktu (\(t\))-
Field 6: Percept. (\(a\))-
Irna Hasanah

II. PEMBAHASAN

Pasca Praktikum:

  1. Buatlah grafik hubungan antara jarak terhadap percepatan berdasarkan pada data percobaan gesekan kinetis! (menggunakan Ms. Excel dan jelaskan)
  2. Dari percobaan yang dilakukan apakah ada perbedaan koefisien gesek statis pada permukaan balok licin dan kasar? Kalau ada jelaskan!
  3. Dari percobaan yang dilakukan apakah ada perbedaan koefisien gesek kinetis pada permukaan balok licin dan kasar? Kalau ada jelaskan!
  4. Dari percobaan yang dilakukan, manakah nilai koefisien gesek terbesar antara koefisien gesek statis dan koefisien gesek kinetis? Jelaskan!
  5. Laci berisi peralatan perak seberat 2,0 kg tidak bisa ditarik dengan mudah... Berapakah koefisien gesek statis antara laci dan lemari?