FISIKA DASAR

KOLOM UDARA (05A DAN 05B)

DISUSUN OLEH :

Nama : INAYAH R

No. Reg. : 5415117403

Jurusan : Pendidikan Teknik Sipil

Fakultas Teknik

Universitas Negeri Jakarta

2013

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR

NAMA : INAYAH R

NO.REG : 5415117403

NAMA PERCOBAAN : RESONANSI DIKOLOM UDARA (M–0)

JURUSAN : TEKNIK SIPIL

TGL. PERCOBAAN : 2 januari 2013

NAMA PARTNER : MUHAMMAD RIZQI I

A. TUJUAN PERCOBAAN

Mahasiswa dapat mengukur besarnya cepat rambat bunyi di udara dengan benar

apabila diberikan tabung resonansi dengan satu sisi tebuka dan sisi lain tertutup.

B. TEORI SINGKAT

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya benda kedua karena bergetarnya

benda pertama. Perhatikan gambar 1. Loudspeaker bergetar (menimbulkan bunyi)

lalu menggetarkan membrankarena bunyi dapat merambat melalui udara. Membran

yang bergetar itu juga menghasilkan bunyi (selain bunyi dari loudspeaker). Bunyi

(gabungan) yang paling nyaring, terjadi saat simpul tepat berada pada membran.

Peristiwa ini disebut resonansi pada kolom udara. Resonansi dapat terjadi lebih dari

satu kali tergantung dari panjang tabung dan frekuensi gelombang sumber

(loudspeaker). Jarak antara 2 simpul (node) yang berdekatan adalah (lihat

gambar 1). Diantara 2 simpul terdapat perut (anti-node).

Tabung resonansi dengan satu sisi terbuka dan sisi lain tertutup akan selalu

memiliki node pada sisi tertutup dan anti node pada sisi terbuka. Node

mempresentasikan area dimana kecepatan udara adalah minimum (nol), dan anti

node mempresentasikan area dimana kecepatan udara adalah maksimum.

Dengan memperbesar panjang dari bagian aktif tabung, suara akan menjadi

nyaring pada setiap node berurutan dan senyap pada anti node.

Hubungan antara cepat rambat gelombang, panjang gelobang dan frekuensi adalah

v = λ . f (1)

dimana :

v = cepat rambat di udara (meter/detik)λ = panjang gelombang (meter)

f = frekuensi (Hz)

Secara aktual, cepat rambat bunyi di udara dipengaruhi oleh suhu (temperatur)

udara, sehingga

v = 331 m/s + 0,6 T(℃) (2)

Dimana T temperatur udara dalam derajat celcius. Ukur temperatur udara dan

hitung kecepatan suara sebenarnya. Bandingkan nilai terukur dan nilai sebenarnya

dari kecepatan suara. Hitung persentasi deviasinya.

deviasi = (3)

C. DAFTAR ALAT

Tabel 1. Daftar alat

No. Nama Alat Kode Alat Jumlah

1. Sine Wave Generator WA-9867 1 buah

2. Adaptor 1 buah

3. Loudspeaker WA-9900 1 buah

4. Banana Patch Cord SE-9750 1 pasang

5. Economy Resonance Tube (tabung

biru + tabung putih)

WA-9495 1 set

6. Thermometer suhu udara 1 buah

D. URUTAN PERCOBAAN

1. Catatlah suhu ruangan pada tabel 2.

2. Pastikanlah adaptor dalam keadaan terputus dari jala-jala PLN saat akan

dihubungkan dengan sine wave generator.

3. Pastikanlah sine wave generator dalam keadaan mati (off) saat akan

dihubungkan dengan adaptor.

4. Pastikanlah knob amplitudo (pada sine wave generator) menunjukan nilai

terkecil.

5. Pastikanlah meteran yang melekat pada tabung putih adalah tampak.

6. Letakkanlah tabung putih di dalam tabung biru secara sempurna (sejajar

ujung-ujungnya). Dekatlah membran yang ada pada tabung putih dengan

loudspeaker.

7. Hubungkanlah loudspeaker dan sine wave generator dengan menggunakan

banana patch cord. Soket (pada masing-masing alat) tidak memilki polaritas.

8. Letakkanlah loudspeaker dengan sudut 45° terhadap economy resonance

tube (lihat gambar 2).

9. Hidupkanlah (on) sine wave generator. Kemudian aturlah agar menghasilkan

frekuensi 300Hz. Kemudian putarlah knob amplitudonya sehingga cukup

bunyi yang dihasilkan (tidak terrlalu keras).

10. Geserlah (secara perlahan) tabung putih (ini menyebabkan membrannya

menjauh dari loudspeaker) sampai terdengar bunyi paling keras pertama.

Catatlah posisi membran saat terdengar bunyi paling keras pertama pada tabel

2.

11. Lanjutkanlah langkah 9 smpai terdengar bunyi paling keras kedua. Kemudian

catatlah posisi membran saat terdengar buni paling keras kedua pada tabel 2.

12. Ulangilah langkah 9 sampai 11 untuk frekuensi 400Hz.

E. DATA HASIL PERCOBAAN

Tabel 2. Data Hasil Percobaan

Frekuensi

(Hz)

T

(oC)

A

(cm)

B

(cm)

[A – B]

(cm)

300 26 25 8358 cm =

0,58 m

400 26 16,5 6043,5 cm =

0,435 m

F. PERTANYAAN

1. Hitung jarak antara node, ambil nilai rata-ratanya jika anda memperoleh lebih

dari 1 nilai. Gunakan jarak ini untuk menghitung panjang gelombang!

Jawab:

a. Untuk frekuensi = 300Hz

Panjang gelombangλ = 2 (0,58)

= 1,16 m

b. Untuk frekuensi = 400Hz

Panjang gelombangλ = 2 (0,435)

= 0,87 m

2. Gunakan frekuensi dari generator gelombang sinus untuk menghitung kecepatan gelombang.

Berdasarkan hasil praktik, cepat rambat bunyi yang frekuensinya 300Hz di udara adalah

= λ . f = (1,16).(300) = 348 m/s

Secara aktual, cepat rambat di udara adalah

= 331 m/s + 0,6 T

= 331 m/s + 0,6 (26℃) = 346,66 m/s

Dengan demikian, besar penyimpangan adalah

Besar penyimpangan

Berdasarkan hasil praktik, cepat rambat bunyi yang frekuensinya 400Hz di udara adalah

= λ . f = (0,87).(400) = 348 m/s

3. Bandingkan nilai terukur dan nilai sebenarnyadari kecepatan udara. Hitung persentasi

deviasinya.

Secara aktual, cepat rambat bunyi di udara adalah

= 331 m/s + 0,6 T

= 331 m/s + 0,6 (26℃) = 346,66 m/s

Dengan demikian, besar penyimpangan adalah

Besar penyimpangan

TUJUAN PRAKTEK

Mahasiswa dapat mengukur besarnya cepat rambat bunyi di udara dengan benar

apabila diberikan tabung resonansi terbuka.

1. TEORI SINGKAT

Tabung resonansi dengan kedua ujung terbuka akan selalu memiliki anti node pada

kedua ujung tersebut. Jumlah node berhubungan dengan panjang gelombang dan harmonik.

Harmonik pertama ( fundamental) memiliki satu node, harmonic kedua memiliki dua node,

dan seterusnya seperti gambar di bawah ini. Untuk tabung panjang tetap, pada harmonic yang

tinggi, frekuensi lebih tinggi dan panjang gelombang lebih pendek.

2. ALAT YANG DIPERLUKAN

No Nama Alat Kode Alat Jumlah

1 Sine wave generator WA-9867 1 buah

2 Adaptor 1 buah

3 Loudspeaker WA-9900 1 buah

4 Banana cord SE-9750 1 pasng

5 Economic Resonance Tube

(tabung putih + tabung biru)

WA-9495 1 set

6 Thermometer suhu udara 1 buah

4. LANGKAH PERCOBAN

a. Keluarkan tabung dalam, letakkan ditempat terpisah dari tabung luar. Pada percobaan

kali ini hanya menggunakan tabung luar dengan kedua ujung terbuka.

b. Siapkan generator gelombang sinus dan speaker seperti sebelumnya. Mulai dengan

frekuensi 50 Hz dengan perlahan tingkatkan dengan knob coarse.

c. Hitung panjang gelombang menggunakan frekuensi dan kecepatan actual yang anda

hitung pada bagian pertama. Bagaimana perbandingannya dengan panjang

gelombang ?

d. Naikkan frekuensi generator gelombang sinus dan tentukan frekuensi harmonik

kedua dan ketiga. Bagaimana perbandingannya dengan yang fundamental ?

5. DATA HASIL PRAKTEK

a. Tabel 2. Daftar hasil praktek

Frekuensi

(Hz)Harmonik Pertama Harmonik Kedua Harmonik Ketiga

50 120 246 364

λ untuk 120 Hz

V = 346,66 m/s

λ untuk 246 Hz

V = 346,66 m/s

λ untuk 364Hz

V = 346,66 m/s

JAWABAN

1. Frekuensi Fundamental adalah 120 Hz

2. Perbandingan antara panjang gelombang frekuensi fundamental : harmonik kedua : harmonik

ketiga adalah

frekuensi fundamental : harmonik kedua : harmonik ketiga

120 m : 246 m : 364 m

3. Perbandingan antara frekuensi fundamental : harmonik kedua : harmonik ketiga adalah

frekuensi fundamental : harmonik kedua : harmonik ketiga

120 Hz : 246 Hz : 364 Hz