PRAKTIKUM GELOMBANG

PENDAHULUANPRAKTIKUM MATA KULIAH GELOMBANG DILAKSANAKAN DENGAN SISTEM OPEN ENDED, ARTINYA MAHASISWA DIBERI KEBEBASAN DALAM MENENTUKAN :

- TUJUAN PRAKTIKUM - TEORI YANG MENUNJANG PRAKTIKUM- ALAT-ALAT YANG DIBUTUHKAN- ANALIASIS DATA

PELAKSANAAN PRAKTIKUMSebelum praktikum1.1. Mahasiswa dibagi dalam kelompok-kelompok. Setiap kelompok terdiri dari satu atau dua orang, dengan memilih kawan kelompoknya sendiri.1.2. Mahasiswa memilih jenis kegiatan praktikum sesuai dengan ketentuan

1.3. Mahasiswa praktikan ditugasi untuk membuat perencanaan praktikum secara bebas ( sesuai dengan keinginannya), yang memuattujuan praktikumteori yang menunjangalat dan bahan yang dibutuhkan beserta susunan alatLangkah kerja (singkat)rencana analisis data dan penentuan ketidakpastian (ktpn)

1.4. Rencana praktikum dikonsultasikan kepada dosen pembimbing. Pada tahap ini mahasiswa berdiskusi dengan dosen tentang rencana yang sudah disusun, sampai mendapatkan persetujuan dari dosen.

1.5. Persetujuan dosen dinyatakan dengan pembubuhan tanda tangan pada rencana praktikum dan kartu kendali

II. Pelaksanaan Praktikum2.1. Mahasiswa bon alat-alat yang dibutuhkan pada Laboran, dengan menunjukkan Rencana Praktikum dan Kartu Kendali yang sudah ditanda tangani Dosen.2.2. Mahasiswa melaksanakan praktikum dalam waktu yang telah terjadwal dan dapat dilanjutkan pada waktu lain, dengan syarat Lab kosong dan seijin petugas Lab.

2. 3. Mahasiswa membuat laporan sementara secara individual2.4. Data hasil praktikum (laporan sementara) dikonsultasikan kepada dosen pembimbing untuk mendapatkan persetujuan. Dosen memberikan persetujuan dengan membubuhkan tanda tangan pada laporan sementara dan Kartu Kendali

Laporan sementara berisi

a. Jenis praktikumb. Nama praktikan beserta kelompoknyac. Hari dan tanggal praktikumd. Tujuan praktikume. Cara analisis. Misal : grafik/ rumus yang digunakanf. Cara menentukan ralat (ktpn). Misal : grafik/ rumus yang digunakan

LAPORAN SEMENTARA

2.4. Mahasiswa membuat laporan praktikum

III. LAPORAN PRAKTIKUMLaporan praktikum harus sudah siserahkan, sebelum mahasiswa mengajukan rencana praktikum selanjutnya.Laporan paraktikum berisi:A. Jenis praktikum (sebagai judul laporan). Mahasiswa menuliskan jenis praktikum yang sudah ditentukan sesuai dengan materi yang dibahas di dalam perkuliahan.B. Tujuan praktikum. Mahasiswa menuliskan tujuan praktikum yang bersifat inkuiri atau verifikasi, sesuai dengan keinginannya.

C. Landasan Teori Mahasiswa menuliskan teori yang mendasari kegiatan praktikum sesuai dengan tujuan yang dipilihnya. Penulisan landasan teori sampai dengan variabel-variabel yang akan diukur/diamati

D. Alat dan bahan. Mahasiswa menuliskan alat dan bahan yang digunakan, E. Langkah kerja. Mahasiswa menuliskan langkah kerja (singkat) beserta susunan atau rangkaian alat pada percobaan yang dilakukan,E. Analisis data. Mahasiswa menuliskan cara analisis data, yang dapat berupa analisis grafik dan atau perhitungan berdasarkan data yang diperoleh dari percobaan.

F. Hasil percobaan dan pembahasan, yang memuat : penulisan hasil beserta ralatnya, dan pembahasan yang berdasarkan pada analisis ketelitian percobaan dan ketepatan hasil percobaannya, serta komentar dansaran-saran perbaikan.G. Kesimpulan, merupakan kesimpulan hasil percobaan.H. Daftar pustaka, dituliskan sumber-sumber yang digunakan dalam penulisan laporan praktikum.I. Lampiran-lampiran yang memuat : data yang sudah disetujui oleh dosen pembimbing dan perhitungan ralat.

E. Analisis DataA. Untuk percobaan dengan data yang tidak saling berkaitan.

Contoh : menentukan volume kotak dengan persamaanV= panjang x lebar x tinggi data untuk : panjang, lebar dan tinggi tidak saling berkaitan Cara analiasis: dengan perhitungan

Untuk menentukan ketidakpastian (ktpn) hasil akhir, harus kita ingat ketidakpastian untuk tiap pengukuran Pengukuran Tunggal

Pengukuran tunggal ialah pengukuran yang hanya mungkin dilakukan satu kali saja, karena obyek pengukuran tidak mungkin diulang. Contoh mengukur kecepatan suatu kendaraan yang lewat di depan kampus, mengukur lintasan komet Halley, mengukur panjang suatu kawat yang berdiameter kecil dan sebagainya.Ketidakpastian (Ktpn) pada pengukuran tunggal ini, orang biasa mengambil kebijaksanaan sebagai berikut :

x = 0,5 nst

Kita catat : nst = 0,1 mA, sedangkan nilai arus adalah lebih dari 2,6 mA, tetapi kurang dari 2.7 mA. Maka hasil pengukuran ditulis :I = (2,6 0,05) mA

Karena jarak pisah antara dua goresan bertetangga tampak jelas, dan jarum penunjuk cukup halus, hal ini memberi alasan untuk menaksir ktpn kurang dari 0,5 nst, missal 1/3 nst atau 1/5 nst. Jadi penunjukkan arus dapat ditulis:

I = (2,64 0,03) mA atau mungkinI = (2,64 0,02) mA

Pengukuran dengan alat ukur yang dilengkapi nonius :

ktpn hasil pengukuran dinyatakan dengan nst dengan nonius.

Pengukuran BerulangPengukuran yang diulang beberapa kali saja

(3.1), ,

Deviasi yang dipilih adalah yang memiliki nilai paling besar

Pengukuran Yang Diulang Cukup Sering

Perambatan RalatDalam kenyataan, biasanya besaran yang akan ditentukan tidak dapat diukur langsung, tetapi harus dihitung dari besaran-besaran lain yang dapat diukur langsung. Misal kita akan menentukan percepatan gravitasi bumi di suatu tempat, dengan menggunakan persamaan ayunan sederhana :

Jadi dengan mengukur panjang dari tali l dan mengukur waktu ayun T, kita dapat menentukan percepatan gravitasi g. Dengan demikian Ktpn dalam g ditentukan oleh ktpn dalam l dan T.

Jika z = f(x,y)1. Jika x dan y ditentukan dari nst, maka

2. Jika x dan y, keduanya berupa deviasi standar, maka

Jika x ditentukan dengan nst (berarti diukur sekali saja) dan y merupakan deviasi standar (diukur berulang),

B. Percobaan dengan data yang saling berhubungan secara linier atau dapat dilinierkan, maka analisis harus dengan metode grafik.Contoh : akan menentukan konstanta pegas dengan persamaan Hukum Hooke

F = k x s mg = k x s m : massa beban yang merupakan variabel bebas s : pertambahan panjang pegas, yang merupakan variabel tergantung

Selanjutnya dapat dituliss = g/k m , persamaan ini sesuai dngy = c xyang merupakan persamaan linier, dengan c adalah harga tangen sudut arahUntuk menentukan k dapat dilakukan dengan metode grafik

Tabel 4.1. Hasil pengukuran penambahan beban M dan pertambahan panjang s

m(gram)S(cm)510152025303540455055601,22,33,54,55,76,67,38,18,89,510,210,7

Grafik hubungan antara massa beban (gram) dengan pertambahan panjang pada pegas (cm)

Chart1

1.2

2.3

3.5

4.5

5.7

6.6

7.3

8.1

8.8

9.5

10.2

10.7

M (gram)

S (cm)

Sheet1

M (gram)S (cm)

51.2

102.3

153.5

204.5

255.7

306.6

357.3

408.1

458.8

509.5

5510.2

6010.7

Sheet1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

M (gram)

S (cm)

Contoh lain :

Seseorang mengukur intensitas sumber sinar yang bertenaga tunggal (mono-energetic). Sumber sinar ini ditempatkan di belakang penyerap Pb dengan tebal d. Ia mengukur intensitas pada bermacam-macam tebal dan hasilnya dituliskan pada tabel . Menurut teori hubungan antara Intensitas sumber dengan intensitas setelah menembus logam dinyatakan dengan

dengan Io = intensitas sebelum menembus logam dan = konstanta

d (tebal penyerap)merupakan variabel bebas, dan I (intensitas) adalah variabel tergantung. Antara intensitas I dan tebal penyerap d tidak ada hubungan linier, tetapi dapat dilierkan dengan cara mengambil ln nya

Ln I = ln Io - d Pers ini sesuai dengan pers Y = A + cx pers linier

Tabel Hasil pengukuran intensitas pada berbagai tebal penyerap

d (mm)ILn I5101520253035404550500360289205140120856545306,215,875,665,324,914,784,443,813,401,48

Grafik hubungan ln I dengan d

Chart1

6.22

5.87

5.64

5.33

4.9

4.78

4.43

4.16

3.81

3.42

d (mm)

ln I

Sheet1

56.22

105.87

155.64

205.33

254.9

304.78

354.43

404.16

453.81

503.42

Sheet1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

d (mm)

ln I

Cara membuat grafikSebelum kita membuat grafik, kita harus membuat keputusan lebih dulu tentang besaran mana yang akan dipasang pada sumbu horisontal dan besaran mana yang akan dipasang pada sumbu vertikal. Biasanya sebab dipasang pada sumbu horisontal (x) dan akibat atau efek dipasang pada sumbu vertikal (y).

Ada beberapa saran untuk memilih skala:Untuk menghindarkan kesalahan, ambil skala yang sederhana. Biasanya kita gunakan satu centimeter pada kertas grafik untuk satu, dua atau lima unit (atau kali 10n). Jangan menggunakan skala lainnya selain yang disebut ini.Jangan memasang titik-titik pengamatan terlalu dekat satu sama lain. Karena kalau titik-titik mengumpul, orang akan menjadi sukar untuk mengambil kesimpulan yang mengandung arti.

Memilih skala sedemikian sehingga kemiringan grafik berada antara 300 dan 600.Memberi tanda yang jelas untuk titik-titik pengamatan, misalnya , + atau Menggunakan tanda yang berlainan (misalnya , + atau ) bila akan melukis beberapa kurva dalam satu kertas grafik.

Angka-angka yang tertulis pada sumbu harus dipilih angka yang sederhana, misal 1, 2, 3 ..atau 10, 20, 30 dan seterusnya. Jangan menuliskan 10.000, 20.000, 30.000..atau 0,0001; 0,0002; 0,0003;..dan seterusnya .

Tarik garis grafik secara halus dan merata (atau garis lurus) yang menerusi daerah titik-titik pengamatan, jangan melukis garis patah-patah yang menghubungkan tiap dua titik pengamatan yang berturutan (bab IV)Grafik garis lurus yang diharapkan mempunyai persamaan y = mx, jangan dipaksa ditarik melalui titik nol, tetapi hendaknya ditarik garis lurus yang paling cocok melalui daerah titik-titik pengamatan. Dengan cara seperti ini memungkinkan mengungkap satu atau lebih ralat sistematis. (bab IV)

mungkin disebabkan karena kesalahan penunjukkan nol pada amperemeter dan atau voltmeter.

Chart1

3

3.55

4.1

4.6

5

5.5

6.1

I (mA)

V (volt)

Sheet1

153

17.53.55

204.1

22.54.6

255

27.55.5

306.1

Sheet1

0

0

0

0

0

0

0

I (mA)

V (volt)

Cara menentukan Ktpn, jika analisis data dengan grafik

Dari titik-titik data yang ada, dapat dibuat tiga garis lurus, yaitu g, g1 dan g2 g dengan persamaan y=a+bx , adalah sebuah garis lurus yang mewakili semua titik data, b adalah tangen sudut arah garis g.g1 dengan persamaan y= a1+ b1x , adalah sebuah garis lurus yang mewakili data yang ekstrim, b1 adalah tangen sudut arah garis g1g2 dengan persamaan y = a2 + b2x , adalah sebuah garis lurus yang mewakili data ekstrim yang lain, dengan b2 adalah tangen sudut arah garis g2Dari ketiga garis lurus tersebut dapat ditentukan ketidakpastian b

Penulisan hasilSebagai contoh kita akan menuliskan hasil pengukuran diameter uang logam D1 = (12 0,5) mm dan D2 = (12,0 0,08) mm. Dengan menggunakan notasi eksponen kedua bilangan itu dapat ditulis D1 = (1,2 0,05) x 10 mm atau

(1,2 0,05) x 10-2 m danD2 = (1,20 0,008) x 10 mm atau

(1,20 0,008) x10-2 m

Penulisan angka berartiKetidakpastian relatif sekitar 10%, 2 ABKetidakpastian relatif sekitar 1%, 3 ABKetidakpastian relatif sekitar 0,1%, 4 AB

ContohBilangan = 3,141591. Tuliskan bilangan ini dengan ktpn relatif sebesar a). 0,1%, b). 1%, c). 10%, d). 6%.

Penyelesaiana). Ktpn relatif 0,1% memberi hak atas 4 AB, jadi = (3,141 0,003)b). Ktpn relatif 1% menggunakan 3 AB, jadi

= (3,14 0,03)c). Ktpn relatif 10% menggunakan 2 AB, jadi

= (3,1 0,3)d). Ktpn relatif 6% menggunakan 2 AB, jadi

= (3,1 0,2)

Add F: PembahasanKetelitianDelta x /X disebut ktpn relatif pada nilai X. Ktpn relatif sering dinyatakan dengan % (prosen)Ktpn relatif dikaitkan dengan ketelitian hasil pengukuran. Makin kecil ktpn relatif makin besar ketelitian yang tercapai pada pengukuran yang bersangkutan.Delta x/X maksimum berharga 10%

b. Ketepatan-Ketepatan diuji dengan uji t

Untuk menentukan kriteria pengujian digunakan distribusi Student dan batas-batas kriteria untuk uji dua pihak ini didapat dari daftar distribusi Student pula. H0 kita terima jika t1-1/2a< t < t1-1/2a dengan t1-1/2a didapat dari daftar distribusi t dengan peluang 1-1/2a dan dk = (n-1). Dalam hal lainnya H0 ditolak.

Contoh Perusahaan OHP mengatakan bahwa lampunya dapat tahan pakai sampai 800 jam. Akhir-akhir ini timbul dugaan bahwa masa pakai lampu tersebut berubah. Untuk menentukan hal ini dilakukan penelitian dengan jalan menguji 50 lampu. Ternyata rata-ratanya adalah 792 jam, dari sample diperoleh s = 55 jam. Selidikah dengan taraf nyata 0,05, apakah kualitas lampu itu telah berubah atau belum.

PenyelesaiaanDiketahui X rata-rata = 792 jamX standart = 800 jams = 55 jamn = 50Dengan menerapkan persamaan t maka diperoleh

Dari daftar distribusi Student, dengan taraf nyata 0,05 dan dk = 49 untuk uji dua pihak didapat t0,975 = 2,01. Kriteria pengujian terima H0 jika t terletak antara 2,01 dan 2,01 sedangkan dalam hal lainnya H0 ditolak. Jadi dalam taraf nyata 0,05, penelitian menunjukkan bahwa masa pakai lampu masih sekitar 800 jam, belum berubah.

c. Komentar dan saran-saran perbaikan

IV. Presentasi - Setelah semua praktikum seselai mahasiswa mempresentasikan salah satu kegiatan praktikum yang dipilih sendiri. - Bahan presentasi disampaikan dengan power-point

Kartu Kendali Praktikum Untuk mengontrol kegiatan mahasiswa dalam praktikum, digunakan kartu kendali praktikum yang memuat antara lain :- Nama, NIM, Kelas, jadwal praktikumJenis praktikum, tanggal konsultasi rencana praktikum tanggal pelaksanaan praktikum tanggal pengumpulan laporan tanggal presentasi nilai

Jenis-jenis praktikumGetaran :Ayunan fisisGetaran teredamGetaran tergandengPerpaduan getaran (Lissayous)

Gelombang mekanik:

- percobaan Melde- tabung resonansi- tangki riak

Gelombang elektromagnetik

- sifat-sifat gelombang elektromagnetik : pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi, polarisasi, gelombang berdiri

Difraksi- Interferensi :

- difraksi kisi- diffraksi celah tunggal/penghalang tunggal- interferometer Michelson- cincin Newton