LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA

“Cepat Rambat Bunyi

dalam Dawai dan Tabung Resonansi”

Sekolah Menegah Atas Negeri 1 Wates

Jalan Terbahsari 1, Wates, Kulonprogo, D. I. Yogyakarta

Telepon (0274) 773067 Kode Pos 55661

Tahun Pelajaran 2014/2015

Disusun oleh:

Kelompok 4:

1. Revika Nurul Fadillah (16)

2. Retno Fatmawati (17)

3. Riyam Nuraini R. (18)

4. Tabita F. Kartika Putri (19)

Kelas : XII IPA 1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Rumusan Masalah

1. Bagaimana cepat rambat gelombang dalam dawai?

2. Bagaimana cepat rambat bunyi dalam udara?

B. Tujuan Praktikum

Tujuan dilakukannya praktikum ini adalah sebagai berikut.

1. Menentukan cepat rambat bunyi dalam dawai

2. Mengetahui panjang gelombang stasioner.

3. Mengetahui hubungan antara cepat rambat gelombang (v) dengan gaya tegangan tali

(F).

4. Menentukan cepat rambat bunyi dalam udara

5. Mengetahui panjang gelombang bunyi

6. Mengetahui hubungan antara cepat rambat bunyi (v) dengan frekuensi (F) garputala.

BAB II

KAJIAN TEORI

A. Konsep Fisis

Bunyi ditimbulkan oleh getaran benda yang merambat melalui medium dengan

kecepatan tertentu, detaran menimbulkan sederetan rapatan dan renggangan yang

menjalar melalui udara. Getaran yang terjadi pada suatu benda disebabkan oleh adanya

gangguan yang diberikan pada benda tersebut. Getaran bandul dan getaran benda pada

pegas, gangguan tersebut disebabkan oleh adanya gaya luar (menggerakan bandul atau

benda pada pegas). Sebenarnya terdapat banyak contoh getaran yang dapat kita jumpai

dalam kehidupan sehari-hari.

1. Garputala bergetar ketika kita memberikan gangguan dengan cara memukul

garputala tersebut.

2. Kendaraan akan bergetar ketika mesinnya dinyalakan, dalam hal ini kendaraan

tersebut diberi gangguan.

3. Suara yang kita ucapkan tidak akan terdengar apabila pita suara kita tidak bergetar.

4. Seindah apapun alunan musik, jika loudspeaker yang berfungsi sebagai sumber

bunyi dan gendang telinga kita sebagai penerima tidak bergetar, maka dapat

dipastikan kita tidak akan pernah mendengar musik tersebut.

5. Ketika kita melempar batu ke dalam genangan air yang tenang, gangguan yang kita

berikan menyebabkan partikel air bergetar alias berosilasi terhadap titik

setimbangnya. Perambatan getaran pada air menyebabkan adanya gelombang pada

genangan air tadi.

6. Jika kita menggetarkan ujung tali yang terentang maka gelombang akan merambat

sepanjang tali tersebut. Gelombang tali dan gelombang air adalah dua contoh umum

gelombang yang dengan mudah kita saksikan dalam kehidupan sehari-hari.

Sebuah getaran akan berubah menjadi gelombang bunyi. Gelombang adalah

getaran yang merambat. Di dalam perambatannya tidak diikuti oleh berpindahnya

partikel-partikel perantaranya. Pada hakekatnya gelombang merupakan rambatan energi

(energi getaran).Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan oleh gelombang

untukmenempuh satu panjang gelombang penuh. Panjang gelombang (λ) adalah jarak

yangditempuh dalam waktu satu periode. Frekuensi gelombang adalah

banyaknyagelombang yang terjadi tiap satuan waktu. Cepat rambat gelombang (v)

adalah jarakyang ditempuh gelombang tiap satuan waktu. Jadi dapat dirumuskan bahwa:

V = λ f, di mana:

v = laju rambat gelombang [m/s]

λ = panjang gelombang [m]

f = frekuensi [Hz]

Bunyi tidak dapat merambat di runag hampa. Medium yang diperlukan bunyi

untuk merambat dapat melalui zat udara, cair, dan padat. Syarat terjadinya bunyi:

1. Adanya sumber bunyi (benda yang bergetar).

2. Adanya zat antara (medium).

3. Adanya pendengar dalam jarak di daerah jangkauan bunyi.

B. Hukum MELDE

Bila seutas tali dengan tegangan tertentu digetarkan secara terus menerus maka

akan terlihat suatu bentuk gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambat

gelombang. Gelombang ini dinamakan gelombang transversal. Jika kedua ujungnya

tertutup, gelombang pada tali itu akan terpantul-pantul dan dapat menghasilkan

gelombang stasioner yang tampak berupa simpul dan perut gelombang.

Melde merumuskan bahwa :

Dimana :

v = cepat rambat gelombang (m/s)

F = gaya ketegangan tali (N)

μ = rapat massa linier tali (massa tali/panjang tali) (kg/m)

BAB III

METODOLOGI PRAKTIKUM

A. Metode Praktikum

Penulis menggunakan metode observasi langsung untuk mengamati panjang

kolom udara dan getaran dawai. Hasil observasi lalu diolah dan dihitung.

B. Tempat

Meja sebelah kiri nomor 1 dan meja sebelah kanan nomor 1 di Laboratorium

Fisika SMA Negeri 1 Wates

C. Waktu

1. Hari, tanggal : Kamis, 28 Agustus 2014

2. Jam ke- : 5-6

D. Alat dan Bahan

1. Percobaan pengukuran cepat rambat bunyi dalam dawai

a. Power supply ( 6 Volt )

b. Katrol meja berjepit

c. Rheostat

d. Kabel bersteker

e. Vibritor

f. Meteran

g. Alat Tulis

h. Tali

i. Beban bercela

2. Percobaan pengukuran cepat rambat bunyi dalam gas

a. 2 Garputala yang berbeda frekuensi

b. Resonator

c. Alat Tulis

d. Mistar

e. Air

E. Langkah Kerja

1. Pengukuran cepat rambat bunyi dalam dawai

a. Mengukur panjang dan massa tali.

b. Menimbang massa beban yang dipakai.

c. Merangkai alat seperti pada gambar di bawah ini.

d. Mencatat frekuensi yang dipakai

e. Menyalakan sumber getaran

f. Mencari gelombang stasioner dengan cara menggerakkan sumber getaran

mendekati katrol.

g. Mencatat panjang tali yang diperoleh dan jumlah gelombang.

h. Mengulangi langkah b sampai g dengan memvariasi massa beban tali.

2. Pengukuran cepat rambat bunyi dalam udara

a. Pukulkan garputala dengan pelan-pelan pada kayu. Secepatnya dekatkan garpu

tala tersebut di atas tabung, sambil diatur tinggi kolom udara.

b. Catatlah panjang kolom udara ketika terjadi Resonansi I.

c. Ulangi kegiatan 1 dan 2 dengan tinggi kolom udara yang lebih besar hingga

terdengar Resonansi II dan Resonansi III.

BAB IV

DATA HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN

A. Data Hasil Pengamatan

1. Pengukuran cepat rambat dalam udara

a. Percobaan I

Frekuensi garputala yang dipakai = 426,26 Hz

Resonansi Panjang Kolom Udara (cm)

I 19

II 57

III 95

IV

b. Percobaan II

Frekuensi garputala yang dipakai = 512 Hz

Resonansi Panjang Kolom Udara (cm)

I 15,5

II 46,5

III 77,5

IV

2. Pengukuran cepat rambat dalam dawai

Frekuensi = 50 Hz

Panjang tali = 106, 5 cm

Gravitasi = 9,8 m/s2

Massa tali = 0,55 gram

B. Analisis Data

Percobaan Beban

(gr)

Panjang

Gelombang/λ(cm)

N CepatRambat

(m/s)

I 25 55 1,94 27,5

II 50 78 1,37 39

III 75 84 1,28 42

IV 100 95 1,12 47,5

1. Pengukuran cepat rambat dalam udara

a. Pada percobaan I dengan frekuensi garputala 426,26 Hz diperoleh data resonansi

pertama terjadi pada panjang tabung 19 cm, resonansi kedua pada panjang tabung

57 cm, dan resonansi ketiga pada panjang tabung 95 cm, resonansi keempat tidak

ditemukan.

b. Pada percobaan II dengan frekuensi garputala 512 Hz diperoleh data resonansi

pertama terjadi pada panjang tabung 15,5 cm,resonansi kedua pada panjang

tabung 46,5 cm, dan resonansi ketigapada panjang 77,5 cm,resonansi keempat

tidak ditemukan.

2. Percobaan pengukuran cepat rambat dalam dawai

Dari hasil percobaan pengukuran cepat rambat dalam dawai dengan massa tali,

panjang tali, dan gravitasi yang tetap, diperoleh data percobaan dengan beban pertama

25 gram panjang gelombang 55 cm dan cepat rambatnya 27,5 m/s, beban kedua

ditambah menjadi 50 gram panjang gelombang semakin panjang menjadi 78 dan

cepat rambat semakin besar yaitu 39 m/s. Pada beban 75 gram, panjang gelombang

menjadi 84 cm dan cepat rambatnya 42 m/s serta pada percobaan yang terakhir

dengan beban 100 gram panjang gelombang menjadi 95 cm dan cepat rambatnya 47,5

m/s.

C. Pembahasan

1. Percobaan pengukuran cepat rambat dalam udara

a. Pada percobaan I data dikonversikan ke besaran satuan:

1) 14,5 cm =0,145 m

2) 49 cm = 0,49 m

3) 85 cm = 0,85 m

Percobaan resonansi dalam mencari cepat rambatnya

1) Resonansi I

V = f. ƛ = f.4l

= 512 . 4. 0,145

=296,96 m/s

2) Resonansi II

V = f. ƛ = f .4 l

3

= 512. 4. 0,49

3

=334,5 m/s

3) Resonansi III

V = f. ƛ = f .4 l

5

= 512. 4. 0,85

5

=348,16 m/s

b. Pada percobaan II data dikonversikan ke besaran satuan:

1) 22 cm= 0,22 m

Resonansi I

V = f. ƛ = f.4l

= 341,3 . 4. 0,22

=300,34 m/s

2. Percobaan pengukuran cepat rambat dalam dawai

Dari beberapa data dikonversikan ke besaran yang telah disepakati

a. Massa tali : 0,55 gram = 55. 10-5kg

b. Panjang tali : 106 cm = 1,06 m

c. Panjang gelombang :

1) 42,4 cm = 0,424 m

2) 53 cm = 0,53 m

3) 70,7 cm = 0,707 m

4) 84,8 cm = 0,848 m

d. Beban :

1) 25 gr = 23. 10-3kg

2) 50 gr = 50. 10-3kg

3) 75 gr` =75. 10-3kg

4) 100 gr = 100. 10-3kg

Percobaan dawai dikenal sebagai percobaan melde, maka mencari cepat rambat

1) V1= √ Flm

= √mb .g .< ¿mt

¿ = √ 25. 10−3 .9,8 .106 .10−2

55.10−5

= √427,18

= 20,67 m/s

2) V2= √ Flm

= √mb .g .< ¿mt

¿ = √ 50. 10−3 .9,8 .106 .10−2

55.10−5

= √944,36

=30,73 m/s

3) V3= √ Flm

= √mb .g .< ¿mt

¿ = √ 75. 10−3 .9,8 .106 .10−2

55.10−5

= √1416,55

=37,64 m/s

4) V4= √ Flm

= √mb .g .< ¿mt

¿ = √ 100. 10−3 .9,8 .106 .10−2

55.10−5

= √1888,73

= 43,46 m/s

BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Pengukuran Cepat Rambat dalam Dawai

Dalam percobaan Melde, dapat disimpulkan bahwa :

a. Jika seutas tali digetarkan secara terus menerus, maka akan menimbulkan

gelombang transversal pada tali. Jika kedua ujung tali tertutup, maka gelombang

transversal itu akan bersifat stasioner atau diam.

b. Semakin besar gaya ketegangan tali (F), maka semakin besar pula cepat rambat

gelombang (v). Cepat rambat gelombang (v) berbanding lurus dengan akar

kuadrat gaya ketegangan tali (F).

2. Pengukuran Cepat Rambat dalam Udara

a. Resonansi adalah proses bergetarnya suatu benda dikarenakan ada benda lain

yang bergetar.

b. Asas kerja tabung resonansi dan garpu tala yaitu garpu tala yang

sudah digetarkan dan diletakkan di atas mulut tabung resonansi akan

menggetarkan udara yang ada di kolom udara.

c. Gelombang bunyi di udara adalah v = λ f