Resonansi Gelombang Bunyi

121-IF4F

Tujuan Percobaan

• Memahami peristiwa resonansi gelombang bunyi• Menentukan kecepatan rambat bunyi dalam udara

Dasar Teori

• Peristiwa resonansi adalah ikut bergetarnya benda lain dengan frekuensi sama dengan sumbernya

• Resonansi gelombang bunyi pada tabung udara adalah ikut bergetarnya molekul udara dengan frekuensi sama dengan sumber bunyi

• Prinsip superposisi: jika ada lebih dari satu gelombang menjalar pada suatu medium secara bersamaan, maka pada medium tersebut terdapat gelombang sebagai berikut Y=Y1=Y2+Y3….

• Untuk tabung yang salah satu ujungnya tertutup, hubungan antara panjang tabung L dan panjang gelombang adalah:

• Karena (V=kecepatan ,merambat suara dan N = frekuensi ), maka

• Berdasarkan pola diatas maka panjang gelombang yang mungkin terjadi resonansi adalah

L = n/4 dengan n=1,3,5,....

• Jika laju bunyi di udara adalah V, maka frekuensi resonansi yang mungkin terjadi dalam tabung udara sepanjang L adalah

F=(n/4).V/L

• Catatan :Rumus-rumus diatas hanyalah tepat, apabila diameter tabung jauh lebih kecil daripada panjang gelombang yang dirambatkan. Dalam keadaan demikian tidak ada energi gelombang yang keluar dari ujung terbuka.

• Jika ukuran garis tengah taabung tidak kecil dibanding dengan panjang gelombang bunyi, titik perut gelombang terjadi tidak tepat pada ujung terbuka, melainkan terjadi pada jarak e dari ujung tabung, hal ini tergantung pada frekuensi yang dirambatkan. Dengan adanya koreksi ini, persamaan untuk panjang tabung menjadi

L=(n)(1/4.n)-en

Alat-alat percobaan

1. Generator audio / speaker2. Tabung resonansi berskala3. Reservoir air dari plastik4. Selang karet + kelem Hoffman5. Kertas milimeter

Pengolahan Data

I. F = 600 Hz•Secara Grafis

Yi Xib a

= 0,305= -0,17

v = b x 2f = 0,305x2x600 = 366 m/s

Δy = 0

= 0 Δv = Δb x 2f = 0 x 2 x 600 = 0 m/s

Pelaporan v = {v + Δv} m/s = {366 + 0} m/s

Tingkat Ketelitian

= = = 100%

Grafik

II. F = 700 Hz

= 0,256

v = b x 2f = 0,256x2x700 = 358,4 m/s

= 0,145

Δy = 0,00316

= 0,0014142 Δv = Δb x 2f = 0,0014142 x 2 x 700 = 1,97 m/s

Pelaporan v = {v + Δv} m/s = {358,4 + 1,97} m/s

Tingkat Ketelitian

= = = 99,47%

III. F = 800 Hz

= 0,2275

v = b x 2f = 0,2275x2x800 = 364 m/s

= 0,13

Δy = 0,00433

= 0,0019365 Δv = Δb x 2f = 0,0019365 x 2 x 800 = 3,0984 m/s

Pelaporan v = {v + Δv} m/s = {364 + 3,0984} m/s

Tingkat Ketelitian

= = = 99,148%

•Secara Analisis F=600 Hz

Ln – L(n-1) =

L2 – L(1) = v = (0,44– 0,195) x 2 x 600 = 366 m/s

L3 – L(2) = v = (0,745 – 0,44) x 2 x 600 = 366 m/s

L4– L(3) = v = (1,05 – 0,745) x 2 x 600 = 366 m/s

= 366 m/s

Pelaporan v = {366 + 0} m/s

•Secara Analisis F=700 Hz

Ln – L(n-1) =

L2 – L(1) = v = (0,37– 0,11) x 2 x 700 = 364 m/s

L3 – L(2) = v = (0,62 – 0,37) x 2 x 700 = 350 m/s

L4– L(3) = v = (0,88 – 0,62) x 2 x 700 = 364 m/s

= 359,3 m/s

Pelaporan v = {359,3 + 9,3} m/s

•Secara Analisis F=800 Hz

Ln – L(n-1) =

L2 – L(1) = v = (0,33– 0,095) x 2 x 800 = 376 m/s

L3 – L(2) = v = (0,55 – 0,33) x 2 x 800 = 352 m/s

L4– L(3) = v = (0,78 – 0,55) x 2 x 800 = 368 m/s

= 365,3 m/s

Pelaporan v = {365,3 + 13,3} m/s

Secara Empiris

ANALISIS1. Bandingkan nilai v yang anda dapatkan menurut ketiga cara

diatas, mana menurut anda yg lebih baik. Jelaskan alasannya ?

v melalui cara empiris: 346,4 m/s

Berdasarkan percobaan kami yang paling baik adalah dengan cara empiris dikarenakan hasil yang di peroleh dengan cara empiris paling mendekati cepat rambat bunyi berdasarkan referensi

• v melalui cara grafis : • F = 600 Hz = 366 m/s• F = 700 Hz = 358,4 m/s• F = 800 Hz = 364 m/s

v melalui cara analitis: F = 600 Hz = 366 m/s F = 700 Hz = 359,3 m/s F = 800 Hz = 365,3 m/s

2. Bandingkan hasil cepat rambat diudara yang anda dapatkan dengan cepat rambat bunyi referensi yg sering di gunakan . Uraikan analisa anda

• v melalui cara grafis : • F = 600 Hz = 366 m/s• F = 700 Hz = 358,4 m/s• F = 800 Hz = 364 m/s

• v melalui cara analitis: F = 600 Hz = 366 m/s F = 700 Hz = 359,3 m/s F = 800 Hz = 365,3 m/s

• v melalui cara empiris: 346,4 m/s

• Berdasarkan hasil percobaan kami yaitu dengan percobaan empiris lah yang paling mendekati cepat rambat bunyi berdasarkan referensi

• 3. Jelaskan pengaruh perubahan tegangan generator audio terhadap pengamatan yang anda lakukan

Makin besar tegangan maka makin besar amplitudo dan volume suaranya makin besar

• 4. Jelaskan pengaruh perubahan frekuensi terhadap nilai cepat rambat gelombang bunyi diudara yang anda dapatkan

Tidak berpengaruh karena cepat rambat di udara itu biasanya tetap yaitu 340 m/s(berdasarkan referensi)

Yang mempengaruhi besarnya nilai cepat rambat di udara adalah suhu

5. Jelaskan pengaruh perubahan suhu(t) terhadap cepat rambat bunyi yang di dapatkan

Cepat rambat bunyi bergantung pada suhu udara. Semakin tinggi suhu udara, semakin besar cepat rambat bunyi, atau semakin rendah suhu udara, semakin kecil cepat rambat bunyi. Dalam hal ini berlaku rumus:

dengan V = cepat rambat bunyi pada suhu T 0C,  V0 = cepat rambat bunyi pada suhu 0 0C, dan

  T = suhu udara (0C).

6. Jika diinginkan jumlah nada yang lebih banyak lagi , apa yang harus dilakukan dikaitkan dengan praktikum yang anda lakukan

Dengan cara memperbesar nilai frekuensi karena berdasarkan percobaan, semakin besar frekuensi maka semakin kecil interval antara bunyi pertama dan bunyi selanjutnya.

7. Mengapa titik-titik Lm ditentukan berdasarkan keras tidak nya suara yang di dengar ? Jelaskan jawaban anda

Karena titik tersebut adalah titik pertemuan (titik simpul) dari gelombang bunyi yang masuk ke tabung

dan molekul udara di dalam tabung selain itu pada titik-titik tersebutlah nilai kedua frekuensi dari gelombangnya

8. Bagaimana jika air yang anda gunakan diganti dengan zat cair yang lebih kental. Uraikan analisa anda

Berpengaruh. Kalau kita menggunakan zat cair yang lebih kental maka bunyi yang keluar tidak beraturan sehingga akan susah di ukur

Kesimpulan

Untuk mencari besar kecepatan rambat gelombang bunyi, dapat dilakukan dengan 3 cara, yaitu cara grafis, analisis, dan empiris.

Namun yang lebih baik untuk digunakan adalah secara empiris

TERIMAKASIH