PENDAHULUAN
A. Tujuan Praktikum
a.
Mengetahui panjang
gelombang stasioner.
b. Mengetahui hubungan
antara cepat rambat gelombang (v) dengan gaya tegangan tali (F).
c. Menganalisis faktor –
faktor yang mempengaruhi kecepatan gelombang pada tali
d. Membandingkan hasil
kecepatan gelombang secara teori dan secara hukum Melde.
B. Waktu dan Tempat
1. Waktu
a. Hari / tanggal : Rabu dan Sabtu,
b. Pukul :
2. Tempat :
Laboratorium Fisika
C. Alat dan Bahan :
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
D. Landasan Teori
Konsep Fisis
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.
a.
Garputala bergetar ketika kita memberikan gangguan dengan cara memukul
garputala tersebut.
b.
Kendaraan akan bergetar ketika mesinnya dinyalakan, dalam hal ini kendaraan
tersebut diberi gangguan.
c.
Suara yang kita ucapkan tidak akan terdengar apabila pita suara kita tidak
bergetar.
d.
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.
e.
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.
f.
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.
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, dimana:
v = laju rambat
gelombang [m/s]
λ = panjang
gelombang [m]
f = frekuensi [Hz]
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)
LANGKAH dan
Hasil PRAKTIK
A. Cara Kerja
Percobaan pertama: Mengetahui panjang gelombang stasioner.
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. Mengulagi langkah b
sampai g dengan memvariasi massa beban jenis tali.
Percobaan kedua (variasi jenis tali) :
a.
Mengukur panjang dan
massa tali.
b.
Menimbang massa beban
yang dipakai.
c.
Merangkat alat seperti
pada percobaan I.
d.
Mencatat frekuensi yang
dipakai.
e.
Menghidupkan vibrator
dengan menghubungkan pada sumber tegangan.
f.
Mengukur panjang
gelombang yang terjadi.
g.
Mencatat data yang
diperoleh.
h.
Mengulangi langkah a
sampai g dengan memvariasi jenis tali.
B. Hasil Pengamatan
a. Percobaan 1
f = 50 Hz ;
|
No
|
Massa Beban
( gr )
|
Tegangan Tali
( N )
|
Jumlah Perut
|
Panjang Tali
( m)
|
Panjang Gelombang
( m )
|
Kecepatan Gelombang
|
|
1
|
50
|
50. 10-3
x 10
|
5
|
1,45
|
0,29
|
14,5
|
|
2
|
100
|
100. 10-3 x 10
|
4
|
1,53
|
0,38
|
19
|
|
3
|
150
|
150. 10-3 x 10
|
3
|
1,59
|
0,53
|
26,5
|
b. Percobaan 2
f = 50 Hz ;
|
No
|
Massa Beban
( gr )
|
Tegangan Tali
( N )
|
Jumlah Perut
|
Panjang Tali
( m)
|
Panjang Gelombang
( m )
|
Kecepatan Gelombang
|
|
1
|
50
|
50. 10-3
x 10
|
6
|
1,62
|
0,27
|
13,5
|
|
2
|
100
|
100. 10-3 x 10
|
7
|
1,60
|
0,22
|
11
|
|
3
|
150
|
150. 10-3 x 10
|
7
|
1,58
|
0,22
|
11
|
c. Percobaan 3
f = 50 Hz ;
|
No
|
Massa Beban
( gr )
|
Tegangan Tali
( N )
|
Jumlah Perut
|
Panjang Tali
( m)
|
Panjang Gelombang
( m )
|
Kecepatan Gelombang
|
|
1
|
50
|
50. 10-3
x 10
|
10
|
1,64
|
0,16
|
8
|
|
2
|
100
|
100. 10-3 x 10
|
7
|
1,62
|
0,23
|
11,5
|
|
3
|
150
|
150. 10-3 x 10
|
6
|
1,70
|
0,28
|
14
|
Perbandingan
hasil kecepatan
gelombang secara teori dan secara hukum Melde
F = 150. 10-3 x 10
|
No
|
µ
|
λ
|
Vmateri
|
Vmelde
|
|
1
|
1 (21. 10-4)
|
0,53
|
26,5
|
26,72
|
|
2
|
2 (21. 10-4)
|
0,22
|
11
|
18,8
|
|
3
|
3 (21. 10-4)
|
0,28
|
14
|
15,43
|
C. Analisis Data
Percobaan I :
Cepat rambat gelombang secara umum/sinusoidal
diperoleh dengan rumus :
1.)
v1 = λ1.f1
= 0,29 m.50 Hz = 14,5 m/s
2.)
v2 = λ2.f2
= 0,38 m.50 Hz = 19 m/s
3.)
v3 = λ3.f3
= 0,53 m.50 Hz = 26,5 m/s
Percobaan II :
Cepat rambat gelombang secara umum/sinusoidal
diperoleh dengan rumus :
1.
v1 = λ1.f1
= 0,27 m.50 Hz = 13,5 m/s
2.
v2 = λ2.f2
= 0,22 m.50 Hz = 11 m/s
3.
v3 = λ3.f3
= 0,22 m.50 Hz = 11 m/s
Percobaan III :
Cepat rambat gelombang secara umum/sinusoidal
diperoleh dengan rumus :
1.
v1 = λ1.f1
= 0,16 m.50 Hz = 8 m/s
2.
v2 = λ2.f2
= 0,23 m.50 Hz = 11,5 m/s
3.
v3 = λ3.f3
= 0,28 m.50 Hz = 14
m/s
Sedangkan cepat rambat dihitung dengan Hukum Melde
adalah :
1.)
= 26,72 m/s
2.)
= 18,8 m/s
3.)
= 15,43 m/s
Sesuai dengan hasil perhitungan, maka perbandingannya
:
|
No
|
mbeban (kg)
|
λ (m)
|
f (Hz)
|
µ (kg/m)
|
vsin (m/s)
|
vmelde
(m/s)
|
|
1
|
0,15
|
0,53
|
50
|
21.10-4
|
26,5
|
26,72
|
|
2
|
0,15
|
0,22
|
50
|
21.10-4
|
11
|
18,8
|
|
3
|
0,15
|
0,28
|
50
|
21.10-
|
14
|
15,43
|
|
∑v = 51,5
|
∑v = 60,95
|
Kesesatan = │15,5│x100%
=
15,5%
Ketepatan = 100% - 15,5%
=
84,5%
D. Pembahasan
Percobaan Melde
dilakukan untuk mengetahui hubungan antara cepat rambat gelombang dengan gaya
ketegangan tali.
Pada vibrator
diikatkan tali yang panjang melalui katrol lalu digantungkan massa beban.
Vibrator sudah memiliki frekuensi tertentu yaitu 50 Hz. Vibrator kemudian
dihidupkan dengan menghubungkan pada sumber tegangan. Pada saat itu timbul
gelombang transversal yang merambat dari vibrator ke katrol dan dipantulkan
oleh katrol ke vibrator, dan akhirnya timbul gelombang stasioner pada tali
sehingga simpul dan perut dapat diamati. Jarak antara vibrator dan katrol
diatur sedemikian rupa sehingga memudahkan praktikan dalam menentukan panjang
gelombang. Dalam praktikum ini praktikan menggunakan jarak 200 cm.
Panjang tali
antara vibrator dan katrol, dibagi banyaknya gelombang yang terbentuk, akan
mendapatkan nilai panjang satu gelombang: Untuk gelombang yang panjangnya lebih
dari 200 cm, gelombang yang tampak tidak sampai satu gelombang. Tapi hanya
setengah gelombang, seperempat gelombang, dsb.
Dalam percobaan
Melde ini, praktikan melakukan percobaan dengan dua variasi yaitu variasi massa
beban dan variasi jenis tali.
Pada percobaan I
(variasi massa beban), semakin besar massa beban yang digantungkan, maka akan
terjadi panjang gelombang yang semakin besar. Hal ini menyebabkan cepat rambat
semakin besar pula.
v = λ f
Jika dianalisis dengan
Hukum Melde, semakin besar massa beban, maka gaya ketegangan tali semakin besar
:
F = mbeban.g
Dengan bertambah
besarnya gaya ketegangan tali, maka cepat rambat gelombangnyapun semakin besar.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Dalam percobaan Melde,
dapat disimpulkan bahwa :
1.
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.
2.
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).
3.
Semakin besar rapat
massa linier tali (µ), semakin kecil cepat rambat gelombang (v). Cepat rambat
gelombang (v) berbanding terbalik dengan akar kuadrat rapat massa linier tali
(µ).
4.
Cepat rambat gelombang
secara sinusoidal dapat ditentukan dengan persamaan :
v = λ f
5.
Cepat rambat gelombang
secara sinusoidal dapat ditentukan dengan persamaan Melde yaitu :
6.
Kesalahan yang terjadi pada praktikum ini dapat terjadi karena kesalahan
pembacaan alat dan keterbatasan kemampuan dalam menggunakan alat.
B. Daftar Pustaka
Semoga bermanfaat bagi kalian :)
