Percobaan Melde

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 = m_beban.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

           http://www.slideshare.net/ammamargie/modul-praktikum-gelombang-2013-1

http://labipaman2pwt.blogspot.com/2011/01/fisika-2011-gelombang-stasioner-   pada.html

Semoga bermanfaat bagi kalian :)