LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

RESONANSI

DISUSUN OLEH :

MASHURI (1007045009)

PROGRAM STUDI FISIKA

LABORATORIUM FISIKA DASAR

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

UNIVERSITAS MULAWARMAN

SAMARINDA

2010

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA DASAR I

RESONANSI

FAKULTAS : MIPA Universitas Mulawarman

JURUSAN : Fisika

DISUSUN OLEH

MASHURI (1007045009)

Samarinda, 10 Desember 2010

Mengetahui,

Asisten

M. Arya Misbahul F

(NIM: 0807045010)

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur terpanjat ke zat yang maha suci Allah SWT, salawat serta

salam semoga tercurah limpah atas Nabi Muhammad SAW. Atas berkat rahmat

Allah SWT saya dapat melaksanakan tugas sebagaimana mestinya, meskipun

umumnya banyak kekurangan yang perlu diperbaiki, baik dalam melaksanakan

tugas intern juga pelayanan terhadap praktikum IPA pada umumnya, Atas berkat

karuniaNya pula saya dapat menyelesaikan laporan resmi Laboratorium Fisika

dasar I. Banyak terima kasih kami ucapkan pada asisten laboratorium fisika dasar

I beserta stafnya yang senantiasa bekerjasama dalam melaksanakan praktikum dan

perawatan alat-alat laboratorium Fisika dasar I yang relative mahal harganya.

Pada akhir semester I ini saya laporkan hasil percobaan resonansi dengan harapan

pihak terkait dapat mengkaji dan menerima laporan yang telah saya susun ini.

Laporan percobaan resonansi Laboratorium fisika dasar I ini memberi

gambaran umum tentang percobaan yang telah saya kerjakan. Dari latar belakang,

dasar teori, analisis data, hasil pengamatan, pembahasan hingga pada kesimpulan

dari percobaan.

Laporan ini dibuat dengan maksud agar asisten laboratorium Fisika dasar I

atau yang bertanggung jawab dapat mengetahui dengan pasti segala macam hal-

hal yang saya tuliskan data laporan ini.

Akhirnya kepada tuhan yang maha esa saya kembalikan, atas kehilapan

saya dalam menjalankan amanat hingga dibuatnya laporan percobaan resonansi

pada semester I ini.

Samarinda, 10 Desember 2010

Praktikan,

Mashuri (1007045009)

DAFTAR ISI

Lembar pengesahan ……………………………………………………(i)

Kata pengantar …………………………………………………………...(1)

Daftar isi …………………………………………………………………(2)

Abstrak …………………………………………………………………..(3)

Abstract …………………………………………………………………..(4)

BAB I Pendahuluan

1.1 Latar belakang ………………………………………………………….(5)

1.2 Tujuan percobaan ………………………………………………………(5)

1.3 Manfaat percobaan …………………………………………………..(6)

BAB II Tinjauan Pustaka …………………………………………………...(7)

BAB III Metodologi Percobaan

3.1 Waktu dan Tempat ………………………………………………..(18)

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat …………………………………………………………...(18)

3.3 Prosedur Percobaan ………………………………………………..(18)

BAB IV Hasil dan Pembahasan

4.1 Data Pengamatan ………………………………………………..(19)

4.2 Analisis Data ………....………………………………………………(20)

4.3 Pembahasan ………………………………………………………..(27)

BAB V Penutup

5.1 Kesimpulan ………………………………………………………...(29)

5.2 Saran ………………………………………………………………….(30)

Daftar Pustaka ……….…………………………………………………(31)

ABSTRAK

Mashuri, Resonansi dibimbing oleh M. Arya Misbahul F

Percobaan yang dilakukan ini bertujuan untuk menjelaskan fenomena

resonansi bunyi didalam suatu tabung dan juga untuk menentukan cepat rambat

bunyi di udara. Dimana laporan ini berisikan tentang latar belakang percobaan

yang disertai dengan dasar teori tentang resonansi. Dan juga dalam laporan ini

ditampilkan hasil analisis data yang diperoleh dari percobaan yang telah di

lakukan, dimulai dari tabel data, perhitungan tanpa KTP (ketidakpastian),

perhitungan dengan KTP, perhitungan mutlak dan perhitungan relatif sehingga

didapatkan persentase hasil dari percoobaan. Dan juga terdapat pembahasan

setelah dilakukan percobaan.

Adapun metodologi yang dilakukan seperti mengetahui alat dan bahan

yang digunakan, menyetel atau menghidupkan alat hingga pada pelaksanaan

percobaan, dan hal itu dapat dilihat pada laporan yang telah dibuat ini. Dan dalam

percobaan yang telah dilakukan ini bardasarkan data pengamatan dan perhitungan

didapatkan tingkat kegagalan yang berkisar 1% hingga 7%.

Selain hal-hal yang telah disebutkan diatas dalam laporan ini juga

disebutkan factor-faktor kesalahan dalam melakukan percobaan yang

menggunakan frekuensi 1300, 1500, dan 1700 Hz. Sehingga akhir dari laporan ini

adalah kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan.

Kata kunci : tranversal, longitudinal, amplitudo, frekuensi

ABSTRACT

Mashuri, Resonance guided by M. Arya Misbahul F

Experiments carried out aimed to explain the phenomenon of resonant

sound in a tube and also to determine the velocity of sound in air. Where the

report contains background experiments are accompanied by basic theory of

resonance. And also in this report presented the results of analysis of data

obtained from experiments that have been done, starting from data tables,

calculations without uncertainty, with uncertainty calculation, calculation of

absolute and relative calculation to obtain the percentage yield of percoobaan.

And also there is a discussion after the experiment.

While the methodology is like knowing the tools and materials Used, set

or turn on the appliance Until the implementation of the experiment, and it cans be

seen in this report have been made. And in this experiment has been done

bardasarkan observational data and calculations obtained failure rates ranging

from 1% to 7%.

Besides the things mentioned above in this report also mentioned error

factors in conducting experiments that use the frequencies 1300, 1500, and 1700

Hz. So the end of this report is the conclusion of the experiment has been done.

Key words: tranversal, longitudinal, amplitude, frequency

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Bunyi merupakan bagian dalam kehidupan kita sehari-hari. Bunyi

membantu kita untuk memahami dunia disekitar kita. Kita memanfaatkan bunyi

untuk berkomunikasi dan untuk memperingatkan adanya bahaya. Bahkan, kita

kerap menjadikan bunyi sebagai sumber hiburan. Banyak hal yang menabjukkan

tersembunyi dalam dunia bunyi dan getaran.

Bunyi merupakan sesuatu yang sangat penting bagi kehidupan manusia.

Kita berkomunikasi sebagian besar melalui bunyi, yaitu suara yang kita keluarkan

dalam bentuk kata-kata (istilah lain untuk bunyi adalah suara). Bunyi merupakan

salah satu keindahan didunia ini yang merupakan kebutuhan hidup kita sehari-

hari. Bunyi jika sebelumnya tidak dipahami berdasarkan ilmu pengetahuan maka

akan tampak seperti peristiwa yang aneh. Akan tetapi berdasarkan pengertian

ilmu pengetahuan alam, molekul-molekul bervibrasi dalam arah yang sama

dengan arah yang ditempuh gelombang tersebut.

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran

benda lain. Adanya peristiwa resonansi yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari

seperti dua dua garpu tala yang mepunyai bilangan getar atau frekuensi yang sama

bila garpu tala yang satu digetarkan atau dibunyikan maka garpu tala yang lainnya

akan ikut bergetar atau berbunyi. Hal ini mendorong kita untuk memahami dan

melakukan percobaan ini agar dapat mengetahui lebih lanjut tentang peristiwa

resonansi.

1.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan diadakannya pratikum kali ini antara lain:

1. Menjelaskan fenomena resonansi bunyi didalam suatu tabung

2. Menentukan cepat rambat bunyi di udara

3. Dapat mengaplikasikannya dalam kehidupan sehari-hari

1.3 Manfaat percobaan

Ada beberapa manfaat dalam percobaan ini, antara lain:

1. Dapat mengetahui cepat rambat bunyi

2. Dapat menghitung panjang gelombang bunyi

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Bunyi dihasilkan ketika sebuah benda bergetar. Benda ini munngkin saja

bergetar di zat padat (logam misalnya), zat cair (misalnya air), atau gas (misalnya

udara). Hampir sepanjang waktu, berbagai jenis bunyi yang kita dengar merambat

di udara. Ketika benda bergetar, partikel-pertikel udara di sekitar benda itu

dipaksa bergerak. Sebagai contoh, ketika kalian menabuh drum atau

menggoyangkan lonceng. Getaran dari benda ini akan menggetarkan partikel-

partikel udara di sekitarnya. Lantas, getaran diteruskan dari satu partikel udara ke

partikel disampingnya. Terkadang, getaran itu mencapai ke telinga kita. Denyut

atau pulsa getaran yang melintasi udara dikenal sebagai “gelombang bunyi”.

Gelombang bunyi terbentuk oleh partikel-partikel udara yang terdorong

saling mendekat kemudian saling menjauh. Ketika sebuah benda bergetar ke

kanan, benda tersebut mendorong partikel udara di dekatnya agar lebih dekat, hal

ini dikenal serbagai Rapatan. Partikel-partikel udara lalu bertumbukan dengan

partikel di sebelahnya, dan demikian seterusnya. Ketika benda bergetar kembali

ke kiri, partikel-partikel udara memisah kembali hal ini disebut Renggangan.

Perulangan dari pemampatan dan peregangan itu menghasilkan gelombang bunyi.

Gerlombang bunyi dikenal sebagai gelombang longitudinal. Hal ini karena

partikel-partikel bergerak dalam satu arah, yaitu serjajar terhadap gerak

gelombang. Gelombang longitudinal juga dapat terlihat pada konstraksi otot

tenggorokan. Inilah yang menyebabkan makanan berjalan masuk dari mulut ke

lambung ketika kita menelan.

Cacing tanah yang bergerak dengan cara mengkonstraksi otot mereka pun

seperti gelombang longitudinal. Gelombang bunyi berbeda dengan gelombang

transversal.

Gelombang tranversal terjadi ketika partikel bergerak dengan arah tegak

lurus terhadap gerak gelombang. Salah satu contoh gelombang transversal

stationer adalah gerak getaran tali. Salah satu gelombang transversal berjalan

dapat dijumpai di stadion olahraga yang dikenal sebagai “gelombang orang

meksiko”. Hal ini terlihat saat semua penonton di stadion berdiri, lalu duduk

secara bargantian sedemikian juga, hingga menghasilkan gerakan serupa

gelombang. Sebagian gelombang yang dapat kita lihat merupakan kombinasi dua

jenis gelombang sekaligus, yaitu gelombang longitudinal dan transversal. Sebagai

contoh gelombang air di laut atau danau. Gesekan antara udara dan air

menyebabkan partikel-partikel permukaan menjadi bergerak dengan arah hamper

sirkuler (dengan sekaligus gerakan sejajar dan tegak lurus) membentuk

gelombang air.

Gelombang bunyi tidak dapat dilihat. Akan tetapi gerakan gelombang

bunyi dapat dibandingkan dengan jenis gelombang lain yang dapat kita lihat,

seperti gelombang laut. Ilmuan mengukur panjang dan tinggi gelombang bunyi

menggunakan sebuah alat yang disebut Osiloskop. Dengan pengukuran ini kita

akan tahu lebih jauh mengenai titinada dan kenyaringan suara. Sekarang kita tahu

bahwa kita mendengar beragam bunyi karena benda-benda bergetar dengan cara

berbeda, menghasilkan gelombang bunyi dengan panjang dan tinggi gelombang

yang berbeda pula.

Panjang gelombang bunyi menunjukkan frekuensi (atau titinada) bunyi.

Frekuensi memberi petunjuk jumlah getaran (atau gelombang) lengkap yang

melewati satu titik tiap detik. Makin banyak getaran per detik, makin tinggi

frekuensi dan makin tinggi titinada bunyi. Pada awalnya frekuensi diukur dalam

siklus per detik. Akan tetapi sejak tahun 1960-an frekuensi diukur dengan

menggunakan satuan Hertz (disingkat menjadi Hz). Nama satuan ini diambil dari

nama Heinrich Hertz, seorang ilmuan jerman yang mempelajari gelombang

electromagnet. Satu hertz adalah satu getaran per detik. Bunyi ber titinada tinggi

kerap diukur dalam satuan Kilohertz (seribu hertz) atau Megahertz (sejuta hertz).

Benda besar bergetar lambat, nada yang dihasilkan oleh lonceng besar hanya akan

bertitinada rendah karena gelombang bunyi yang dihasilkan per detik hanya

sedikit. Lonceng yang berukuran lebih kecil akan bergetar lebih cepat, akibatnya

ia menghasilkan lebih banyak gelombang bunyi per detik. Titinada yang

dihasilkannya pun lebih tinggi jika dibandingkan lonceng yang besar.

Tinggi gelombang bunyi menunjukkan amplitudo bunyi. Ini memberi

sebuah petunjuk berapa besar energi yang dimiliki gelombang. Bunyi keras

menghasilkan perbedaan yang besar antara puncak dan lembah gelombang. Bunyi

keras dapat dihasilkan dengan berteriak, meniup kencang alat musik tiup,

memetik kuat alat music dawai, ataupun memukul keras kulit drum. Memetik

dawai atau memukul kulit drum dengan perlahan hanya akan menghasikan bunyi

yang lembut atau perlahan karena amplitudo getarannya lebih sedikit dan

ketinggian gelombangnya lebih kecil.

Gelombang bunyi merupakan satu cara paling efektif untuk

memperingatkan orang akan adanya bahaya. Itu sebabnya mengapa tanda bahaya

(alarm), peluit, klakson dan sirine telah digunakan selama bertahun-tahun.

Berbagai peranti ini cenderung membuat suara tak enak dan keras. Suara seperti

itu tentu mampu menarik perhatian orang dan sanggup mengubah kita untuk

segera mengambil tindakan. Sebagai contoh lainnya adalah bel pintu, bel sepeda,

klakson mobil, peluit kabut pada kapal, sirine serangan udara, alarm api, alarm

jam, dan sirine kendaraan darurat.

Pada tahun-tahun belakangan ini, ini ini beberapa ambulans telat

dilengkapi dengan sirine multiphase yang menghasilkan sederetan bunyi berbeda.

Apabila pengemudi dijalanan sedang mendengarkan stereo mobil, sirine ini lebih

mudah dideteksi dan menginstruksikan pengemudi untuk minggir sehingga

ambulans dapat lewat.

Pada masa lampau orang telah mengerti bahwa bunyi merambat dengan

kecepatan tertentu. Mereka juga menyadari bahwa kecepatan bunyi dan laju

cahaya adalah berbeda. Hal ini menjelaskan mengapa mereka kadang melihat aksi

gerak di kejauhan sebelum mendengar suara dari aksi gerak itu. Misalnya,

benturan kampak pada pohon, kepulan asap dari letusan senapan, atau lompatan

seseorang saat menceburkan diri ke air.

Sekitar tahun 550 sebelum masehi (SM), seorang ahli matematika asal

yunani bernama Pythagoras mengamati bahwa tali yang bergetar dapat

menghasilkan bunyi. Ia juga mencoba untuk mengetahui mengapa panjang tali

dapat menghasilkan nada yang berbeda. Akan tetapi baru pada sekitar tahun 1600-

an, sebuah studi manguak cara bunyi merambat. Pada tahun 1705, seorang ilmuan

inggris, Francis Hauksbee, mendemonstrasikan bahwa bunyi memerlukkan

bahan untuk merambat. Hauksbee menunjukkan bahwa meskipun dering bel dapat

terdengar ketika ditempatkan dalam penutup kaca, deringnya menjadi tidak dapat

terdengar lagi ketika udara di pompa keluar dari penutup kaca itu (menjadikannya

ruang hampa udara). Hauksbee menjelaskan bahwa bunyi dapat di dengar pada

keadaan pertama karena getaran bel menyebabkan udara didalam kaca bergetar,

dan selanjutnya menggetarkan penutup kaca dan partikel-partikel udara diluar

penutup kaca.

Selama bertahun-tahun, orang bertanya-tanya apakah ada hubungan antara

bunyi, getaran dan realitas fisik. Akhirnya pada tahun 1700-an, seorang ilmuan

jerman, Ernst Chladni, memberikan penyajian visual gelombang bunyi melalui

eksperiment pelat bergetar. Chladni menaburkan pasir pada pelat logam. Ia

menggetarkan pelat logam itu dengan cara menggesekkan busur biola di

sepanjang tepi pelat. Gerak busur biola menyebabkan gelombang pasir bergerak

melintasi pelat dan di pantulkan kembali lagi di tepinya. Eksperimen Chladni

menunjukkan bahwa pelat yang bergetar menghasilkan pola di pasir. Polanya

berbeda-beda, bergantung pada frekuensi getaran. Eksperiment ini membuktikan

bahwa gelombang bunyi dapat mempengaruhi bahan fisik dan perubahan ini dapat

diulang.

Bukti nyata bahwa bunyi ditimbulkan oleh gelombang muncul pada tahun

1842. Ketika itu, seorang ilman Austri bernama Christian Doppler mengulas

bahwa titinada bunyi menjadi berubah ketika sumber bunyinya bergerak terhadap

pendengar. Doppler menjelaskan bahwa derau atau bunyi yang merambat sebagai

gelombang terdistorsi oleh pergerakan-menjadi terkompres ketika sumbernya

bergerak mendekat telinga dan menjadi terentang ketika sumbernya bergerak

menjauh dari telinga. Di kemudian hari, fenomena ini dikenal sebagai efek

Doppler. Penamaan ini untuk menghormati sang penemu.

Bayangkanlah kalian berjalan diruas jalan utama yang sibuk dengan arus

lalu lintas yang terus bergerak. Meskipun lalu lintas bergerak dengan laju konstan,

namun jika kalian berjalan pada arah sama dengan lalu lintas, jumlah kendaraan

(frekuensi) yang melintas makin berkurang. Sebaliknya, jika kaian berjalan

berlawanan arah dengan arah lalu lintas, frekuensi makin naik. Teori Doppler

menunjukkan bahwa hal serupa terjadi pada gelombang bunyi. Jika kita berjalan

mendekati sumber bunyi (atau sumber bunyi yang bergerak mendekati kita), kita

akan mendengar frekuensi (atau titinada) yang makin bertambah karena

gelombang bunyi digencet secara bersamaan.

Demikian pula jika kita bergerak menjauh (atau sumber bunyi yang

bergerak menjauh), kita mendengar titinada yang makin berkurang karena

gelombang bunyi menjadi saling terpisah. Efek ini paling dapat diketahui ketika

sebuah kendaraan darurat melaju kencang dengan sirene meraung-raung. Bunyi

itu makin rendah ketika ambulans atau pemadam kebakaran telah lewat dan

melaju makin jauh. Pengaruh yang sama terjadi jika kendaraan itu diam, tetapi

kita-misalnya didalam mobil-bergerak mendekatinya.

Manusia dan bianatang membuat bunyi-bunyian sebagai cara untuk

berkomunikasi. Mereka memiliki organ luar biasa yang disebut telinga.

Keberadaan telinga memungkinkan manusia dan binatang untuk mendeteksi dan

mendengar getaran gelombang bunyi. Telinga kita menerjemahkan gelombang

bunyi yang diambilnya menjadi suatu sinyal yang dapat dipahami otak.

Pendengaran adalah anugerah berharga bagi kita. Dengan adanya pendengaran

yang baik, kita terbantu dalam memahami dunia disekitar kita.

Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal

yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat

cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air,

batu bara, atau udara. Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai

sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi

atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan

bunyi dengan pengukuran dalam desibel. Manusia mendengar bunyi saat

gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang

telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia

kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai

variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di

bawah 20 Hz disebut infrasonik. Bunyi kereta lebih nyaring daripada bunyi

bisikan, sebab bunyi kereta menghasilkan getaran lebih besar di udara.

Kenyaringan bunyi juga bergantung pada jarak kita ke sumber bunyi.

Kenyaringan diukur dalam satuan desibel (dB). Bunyi pesawat jet yang lepas

landas mencapai sekitar 120 dB. Sedang bunyi desiran daun sekitar 33 dB.

Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara

murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi

yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan

pengukuran dalam desibel. Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi,

yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia.

Gema terjadi jika bunyi dipantulkan oleh suatu permukaan, seperti tebing

pegunungan, dan kembali kepada kita segera setelah bunyi asli dikeluarkan.

Kejernihan ucapan dan musik dalam ruangan atau gedung konser tergantung pada

cara bunyi bergaung di dalamnya.

Gelombang adalah suatu gejala terjadinya penjalaran suatu gangguan

melewati suatu medium dimana setelah gangguan ini lewat keadaan medium akan

kembali ke keadaan semula seperti sebelum gangguan ini datang.

1. Macam-macam gelombang

Secara umum gelombang dapat dikelasifikasikan menjadi dua kategori,

yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

1.1 Gelombang mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan suatu medium

untuk menjalar, persamaan gelombang mekanik dapat diturunkan dari persamaan

gerak Newton. Contoh gelombang mekanik antara lain adalah gelombang pada

system massa-pegas, gelombang pada tali dan gelombang akustik (bunyi). Pada

gelombang tali besaran ψ merupakan perubahan posisi (perpindahan atau

simpangan), sedangkan pada gelombang akustik berupa perubahan tekanan

(tekanan akustik). gelombang akustik di udara merupakan gelombang longitudinal

dimana arah ψ selalu sejajar dengan arah perambatan gelombang, sedangkan

gelombang tali merupakan gelombang transversal karena arah ψ selalu tegak lurus

pada arah perambatan.

1.2 Gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik ialah gelombang tidak memerlukan medium

untuk menjalar, persamaan gerak gelombang elektromagnetik dapat diturunkan

dari persamaan Maxwell. Contoh gelombang elektromagnetik diantaranya adalah

gelombang radio, gelombang cahaya dan sinar-x. Pada gelombang

elektromagnetik, ψ adalah medan listrik dan medan magnetic. Gelombang

elektromagnetik disebut gelombang transversal karena arah ψ selalu tegak lurus

pada arah perambatan gelombang.

2. Bunyi dan Pendengaran

Bunyi terdengar karena adanya gangguan yang menjalar ke telinga

pendengar. Karena gangguan ini selaput gendang di telinga bergetar dan getaran

ini diubah menjadi denyut listrik yang dilaporkan ke otak melalui urat syaraf

pendengaran. Bunyi dijalarkan sebagai gelombang mekanik longitudinal yang

dapat menjalar dalam medium padat, cair ataupun gas. Medium gelombang bunyi

ini adalah molekul yang membentuk bahan medium mekanik ini.Karena adanya

gangguan gelombang bunyi yang bersifat longitudinal, molekul melakukan

getaran dengan arah yang sejajar dengan arah penjalaran bunyi. Jelas bahwa bunyi

tidak akan terdengar secara langsung jika kita berada di bulan, karena tidak ada

molekul yang dapat bertindak sebagai medium gelombang. Untuk dapat

berkomunikasi, kita harus menggunakan gelombang lain yaitu gelombang

elektromagnetik yang dapat menjalar dalam ruang vakum. Bunyi yang dapat

didengar sebenarnya adalah gelombang mekanik longitudinal dengan frekuensi

dalam daerah pendengaran manusia yaitu berkisar antara 20 cps sampai kira-kira

20.000 cps. Gelombang mekanik longitudinal dengan frekuensi di bawah daerah

pendengaran disebut gelombang infrasonic. Gelombang semacam ini biasa

dihasilkan oleh sumber yang besar biasanya gempa bumi. Untuk frekuensi di atas

daerah pendengaran, gelombang mekanik longitudinal ini disebut gelombang

ultrasonic.

Gelombang ultrasonic ini dapat dihasilkan oleh getaran mekanik pada

kwarsa yang diberi tegangan listrik bolak-balik dengan frekuensi ultrasonic.

Dengan cara seperti ini orang dapat menghasilkan gelombang mekanik dengan

frekuensi setinggi 6 x 108 cps, dengan panjang gelombang kira-kira sebesar 5 x

10-5 cm, sama besarnya dengan panjang gelombang cahaya. Gelombang

ultrasonic ini sering dipergunakan untuk pemeriksaan kualitas produksi di dalam

industri. Sumber gelombang bunyi atau gelombang sonic ialah benda yang

bergetar pada frekwensi pendengaran. Gelombang bunyi dapat dihasilkan.

Gelombang bunyi dapat dihasilkan getaran tali atau semacamnya (misalnya, gitar,

biola, tali suara manusia, dan sebagainya), oleh kolom udara yang bergetar

(misalnya, organ, seruling atau alat pelat atau membran yang bergetar (misalnya,

gong, gendang, pengeras suara), oleh kolom udara yang bergetar, benda ini

berganti-ganti merapatkan udara disekitarnya pada waktu molekul udara bergerak

ke arah depan, dan meregangkan udara pada arah gerak ke arah belakang.

Tumbukan antara molekul udara merupakan intraksi yang menjalarkan gangguan

ini keluar dari sumber. Setelah masuk ke telinga, gelombang ini terdengar sebagai

bunyi.

Resonansi merupakan suatu fenomena dimana sebuah sistem yang

bergetar dengan amplitudo yang maksimum akibat adanya impuls gaya yang

berubah – ubah yang bekerja pada impuls tersebut. Kondisi seperti ini dapat

terjadi bila frekuensi gaya yang bekerja tersebut berimpit atau sama dengan

frekuensi getar yang tidak diredamkan dari sistem tersebut. Banyak contoh dari

peristiwa resonansi yang dihadapi dalam kehidupan sehari – hari, antara lain : bila

berdekatan dengan sebuah gelas dan dibangkitkan suatu nada ( frekuensi ) yang

besarnya sama dengan frekuensi alam gelas itu sendiri maka gelas itu akan

bergetar ( berbunyi) sekeras – kerasnya. Bila nada (frekuensi ) tadi dibunyikan

cukup keras dan secara terus – menerus maka getar gelas akan semakin diperkeras

sehingga gelas dapat pecah. Dengan suara, orang dapat menghancurkan suatu

benda. Juga peristiwa keruntuhan pesawat terbang yang kecepatannya mendekati

kecepatan menjalar bumi berdasar atas peristiwa resonansi.

Getar pesawat yang disebabkan oleh gerak mesin – mesinnya yang

diteruskan pada udara sebagai bunyi, tidak dapat dengan cepat ditinggalkan ( atau

meninggalkan ) pesawat terbang karena kecepatan pesawat terbang tidak berbeda

banyak dengan keepatan menjalar bumi. Akibatnya ialah getar badan pesawat

terbang diperkeras dengan cepat sekali sehingga pesawat terbang runtuh karena

hal tersebut. Dengan kecepatan agak di atas kecepatan menjalar bumi, pesawat

terbang dapat terbang dengan selamat ( Supersonic Flight ). Contoh peristiwa

resonansi lainnya ialah bila suatu garpu tala ( sumber getar ) digetarkan di dekat

suatu kolom udara yang salah satu ujungnya tertutup sedangkan ujung yang lain

terbuka akan terjadi resonansi bila :

L = ( 2m + 1 ) / 4f

Dimana l = V / f , maka : L = ( 2m + 1 ) / 4f

Dimana :

L = panjang kolom udara

m = bilangan resonansi ( 0,1,2,3,……….)

f = frekuensi garpu tala

l = panjang gelombang

V = kecepatan suara di udara.

Konsep resonansi yang terjadi antara garpu tala ( sumber getar ) dengan

kolom udara dapat dijadikan dasar untuk menentukan nilai kecepatan suara di

udara secara cepat dan mudah dibandingkan dengan cara yang lainnya.

Memperlihatkan sebuah alat sederhana yang dapat digunakan untuk mengukur

laju bunyi di udara dengan metode resonansi Sebuah garpu tala yang bergetar

dengan frekuensinya f dipegang di dekat ujung terbuka dari sebuah tabung.

Tabung itu sebagian diisi dengan air. Panjang kolom udara dapat diubah-ubah

dengan mengubah tinggi permukaan air. Didapatkan bahwa intensitas bunyi

adalah maksimum bila tinggi permukaan air lambat laun direndahkan dari puncak

tabung sejarak a. Setelah itu, intensitas mencapai lagi pada jarak – jarak d, 2d, 3d

dan seterusnya.

Intensitas bunyi mencapai maksimum bila kolom udara beresonansi

dengan garpu tala tersebut. Kolom udara beraksi seperti sebuah tabung yang

tertutup di alah satu ujung. Pada gelombang tegak terdiri dari sebuah titik simpul

di permukaan air dan sebuah titik perut di dekat ujung terbuka. Karena frekuensi

dari sumber adalah tetap dan laju bunyi di dalam kolom udara mempunyai sebuah

nilai yang pasti, maka resonansi terjadi pada sebuah panjang gelombang spesifik,

l = V / f

Jarak d diantara kedudukan – kedudukan resonansi yang berturutan adalah

jarak diantara titik – titik simpul yang berdekatan.

d = l / 2 atau l = 2d

Dengan menggabungkan persamaan – persamaan maka kita akan

mendapatkan ,

2d = V / f atau V = 2df

Salah satu contoh peristiwa resonansi ialah bila suatu garpu tala (sumber getar)

digetarkan dekat suatu kolom udara yang salah satu ujungnya tertutup sedangkan

ujung yang lainnya terbuka.

Hubungan antara panjang tabung L, dimana terjadi resonansi dengan

panjang gelombang diberikan oleh:

L = (2n + 1) ; n = 0, 1, 2, … ………..(1)

dari persamaan (1) dapat dipahami bahwa resonansi pertama terjadi pada titik

dengan panjang kolom L1 = dan resonansi berikutnya pada L2, L3, …, tetapi

ukuran tabung sangat kecil dibandingkan dengan panjang gelombang bunyi,

sehingga perut gelombang tidak terjadi tepat dimulut lubang, melainkan sedikit

diluar tabung, sehingga perlu dikoreksi dengan persamaan :

K = 0,6R ……(2)

Dengan R jari-jari tabung. Dengan demikian persamaan (1) menjadi :

L = (2n + 1) ⁄ ………..(3)

Gunakan hubungan = V/F (dengan V cepat rambat bunyi di udara dan F

frekuensi bunyi yang merambat) maka persamaan (3) dapat ditulis :

L = (2n + 1) ⁄ ………..(4)

Keterangan:

L = panjang tabung atau panjang kolom udara

n = bilangan resonansi (0, 1, 2, 3, …..)

f = frekuensi bunyi (Hz)

= panjang gelombang (m)

V = kecepatan suara diudara (m/s)

Intensitas bunyi mencapai maksimum bila kolom udara beresonansi dengan garpu

tala tersebut, kolom udara beraksi seperti sebuah tabung yang tertutup di salah

satu ujung dan titik perut di ujung yang terbuka.

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Waktu dan Tempat

Percobaan resonansi bunyi ini dilakukan pada tanggal 22 Oktober 2010,

pada hari Jum’at pukul 14:00 – 16:00, dan bertempat di laboratorium Fisika Dasar

gedung C lantai 3 FMIPA Universitas Mulawarman.

3.2 Alat

Adapun alat yang digunakan dalam percobaan ihni, yaitu:

1. 2 buah kabel penghubung

2. Jangka sorong

3. Speaker

4. 3 buah statip

5. Signal generator

6. Pipa resonansi

3.3 Prosedur percobaan

1. Diukur diameter dalam tabung (pipa resonansi)

2. Diletakkan speaker tepat ditengah ujung pipa resonansi

3. Diatur frekuensi yang digunakan, dengan signal generator yaitu, 1300, 1500

dan 1700 Hz

4. Dinyalakn speakernya

5. Didengarkan, pada jarak berapa meter bunyi dari speaker berubah. Dicatat

harga ini sebagai L

6. Diulangi langkah pada poin 4 dan 5 beberapa kali untuk memastikan letak

resonansi tersebut

7. Diulang langkah 3-5 untuk menentukan titik resonansi berikutnya sejauh

panjang pipa resonansi memungkinkan

8. Ditulis data percobaan dalam bentuk tabel.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Data Pengamatan

NO. F(Hz) n L(m)

1 1300 Hz 1

2

3

4

5

5x10-2

11x10-2

14x10-2

21x10-2

28x10-2

2 1500 Hz 1

2

3

4

5

4x10-2

9x10-2

14x10-2

20x10-2

24x10-2

3 1700 Hz 1

2

3

4

5

3x10-2

8x10-2

12x10-2

16x10-2

19x10-2

D1 = 44 + (3 x 0,05) = 44 + 0,15 = 44,15

D2 = 45 + (7 x 0,05) = 45 + 0,35 = 45,35

D3 = 45 + (3 x 0,05) = 45 + 0,15 = 45,15

R1 = ⁄ =

⁄ = 22,07

R2 = ⁄ =

⁄ = 22,67

R3 = ⁄ =

⁄ = 22,57

Rrata-rata =

=

=

= 22,44mm 0,02m

K = 0,6R = 0,6 x 0,02 = 0,012m

4.2 Analisis Data

* Perhitungan tanpa KTP

F1 = 1300 Hz

V1 =

=

= 107,47 ⁄

V2 =

=

= 126,88 ⁄

V3 =

=

= 112,91 ⁄

V4 =

=

= 128,27 ⁄

V5 =

=

= 138,04 ⁄

F2 = 1500 Hz

V1 =

=

= 104 ⁄

V2 =

=

= 122,4 ⁄

V3 =

=

= 130,29 ⁄

V4 =

=

= 141,33 ⁄

V5 =

=

= 137,46 ⁄

F3 = 1700 Hz

V1 =

=

= 95,2 ⁄

V2 =

=

= 125,12 ⁄

V3 =

=

= 128,23 ⁄

V4 =

=

= 129,96 ⁄

V5 =

=

= 124,87 ⁄

* Perhitungan dengan KTP

V = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

Dimana F = 1/3 nst (nilai standar terkecil) signal generator

= 1/3 x 1Hz

= 1/3 Hz atau 0.33 Hz

V = 1/3 nst Mistar

= 1/3 x 0,003m

F1 = 1300 Hz

V1 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {27,04}1/2

= 5,2 ⁄

V2 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {9,74}1/2

= 3,12 ⁄

V3 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {4,97}1/2

= 2,23 ⁄

V4 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {3,01}1/2

= 1,74 ⁄

V5 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {2,01}1/2

= 1,42 ⁄

F2 = 1500 Hz

V1 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {36}1/2

= 6 ⁄

V2 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {12,96}1/2

= 3,6 ⁄

V3 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {6,61}1/2

= 2,57 ⁄

V4 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {4}1/2

= 2 ⁄

V5 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {2,68}1/2

= 1,64 ⁄

F3 = 1700 Hz

V1 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {46,24}1/2

= 6,8 ⁄

V2 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {16,65}1/2

= 4,08 ⁄

V3 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {8,49}1/2

= 2,91 ⁄

V4 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {5,14}1/2

= 2,28 ⁄

V5 = { (

2

( )2 + (

2

( 2 }1/2

= {3,44}1/2

= 1,86 ⁄

* KTP mutlak

F1 = 1300 Hz

(V1 + V1) = (107,47 5,2) ⁄

(V2 + V2) = (126,88 3,12) ⁄

(V3 + V3) = (112,91 2,23) ⁄

(V4 + V4) = (128,27 1,74) ⁄

(V5 + V5) = (138,04 1,42) ⁄

F2 = 1500 Hz

(V1 + V1) = (104 6) ⁄

(V2 + V2) = (122,4 3,6) ⁄

(V3 + V3) = (130,29 2,57) ⁄

(V4 + V4) = (141,33 2) ⁄

(V5 + V5) = (137,46 1,64) ⁄

F3 = 1700 Hz

(V1 + V1) = (95,2 6,8) ⁄

(V2 + V2) = (125,12 4,08) ⁄

(V3 + V3) = (128,23 2,91) ⁄

(V4 + V4) = (129,96 2,28) ⁄

(V5 + V5) = (124,87 1,86) ⁄

* KTP Relatif

F1 = 1300 Hz

x 100 % =

x 100 % = 4,84 %

x 100 % =

x 100 % = 2,46 %

x 100 % =

x 100 % = 1,98 %

x 100 % =

x 100 % = 1,36 %

x 100 % =

x 100 % = 1,03 %

F2 = 1500 Hz

x 100 % =

x 100 % = 5,77 %

x 100 % =

x 100 % = 2,94 %

x 100 % =

x 100 % = 1,97 %

x 100 % =

x 100 % = 1,42 %

x 100 % =

x 100 % = 1,19 %

F3 = 1700 Hz

x 100 % =

x 100 % = 7,14 %

x 100 % =

x 100 % = 3,26 %

x 100 % =

x 100 % = 2,27 %

x 100 % =

x 100 % = 1,75 %

x 100 % =

x 100 % = 1,49

4.2 Pembahasan

Dalam suatu pipa tertutup salah satu ujungnya, resonansi maksimum yang

akan memperkuat suara. Apabila terjadi gelombang diujung pipa yang terbuka

adalah perut gelombang dan ujung yang tertutup berupa simpul gelombang. Pada

setiap titik di dalam pipa terdapat gelombang sefasa yang efeknya adalah saling

memperkuat,

Untuk menghitung panjang geombang kita dapat menghitungnya denngan rumus:

⁄

dimana adalah panjang gelombang, V adalah cepat rambat bunyi, dan F

adalah frekuensi. Dan untuk menghitung panjang tabung yang disimbolkan

dengan huruf L, dengan menggunakan hubungan

⁄

Maka kita dapat menghitungnya dengan rumus:

L = (2n + 1) ⁄

Ketika dilakukan pengambilan data diharapkan akan mendapatkan hasil

yang lebih akurat. Hal tersebut bias terjadi apabila sewaktu pengambilan data ada

kerjasama yang baik. Akan tetapi pada kenyataannya, hasil data kurang akurat

dengan dibuktikan pada perhitungan ketidakpastian relative, yaitu pada frekuensi

1700 Hz. Data pertama sebesar 7,14% sedangkan data yang lainnya lebih kecil

dari 5%. Tetapi sisi ke-akuratannya cukup akurat bahkan dapat dikatakan

mendekati 0%, dengan kata lain ketelitian diantara 1% sampai dengan 7%.

Kecepatan bunyi dalam percobaan ini jauh berbeda dangan kecepatan

bunyi pada suhu ruang, hal ini dikarenakan suhu ruangan lebih dingin dan lebih

kurang teliti dalam pengamatan. Kesalahan yang mungkin terjadi adalah

pengambilan ukuran pada tabung, karena praktikan kurang teliti, selain itu

mungkin juga karena penarikan tabung resonansi yang terlalu cepat atau kurang

lamban, kesalahan dalam menghitung nilai pada audio generator. Aplikasi dalam

kehidupan sehari-hari misalnya yaitu diantaranya bunyi sirine pada ambulance,

maupun pada klakson mobil yang apabila ditekan lama akan mengalami

penguatan atau perubahan bunyi.

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan dari percobaan ini adalah :

1. Resonansi merupakan suatu fenomena dimana sebuah sistem yang bergetar

dengan amplitudo yang maksimum akibat adanya impuls gaya yang berubah –

ubah yang bekerja pada impuls tersebut. Kondisi seperti ini dapat terjadi bila

frekuensi gaya yang bekerja tersebut berimpit atau sama dengan frekuensi getar

yang tidak diredamkan dari sistem tersebut.

2. Cepat rambat bunyi dapat ditentukan dengan cara mengalikann panjang

gelombang dengan frekuensi, atau dapat ditulis dengan persamaan :

V = x f

Dimana, V = cepat rambat bunyi ( ⁄ )

= panjang gelombang (m)

F = frekuensi (Hz)

3. Banyak contoh dari peristiwa resonansi yang dihadapi dalam kehidupan sehari –

hari, antara lain : bila berdekatan dengan sebuah gelas dan dibangkitkan suatu

nada ( frekuensi ) yang besarnya sama dengan frekuensi alam gelas itu sendiri

maka gelas itu akan bergetar ( berbunyi) sekeras – kerasnya. Bila nada (frekuensi)

tadi dibunyikan cukup keras dan secara terus – menerus maka getar gelas akan

semakin diperkeras sehingga gelas dapat pecah. Dengan suara, orang dapat

menghancurkan suatu benda. Juga peristiwa keruntuhan pesawat terbang yang

kecepatannya mendekati kecepatan menjalar bumi berdasar atas peristiwa

resonansi.

5.2 Saran

1. Praktikan sebelum melakukan percobaan diharapkan terlebih dulu paham atau

mengerti materi percobaan

2. Mengenal alat-alat yang digunakan untuk percobaan

3. Tahu cara menggunakannya

DAFTAR PUSTAKA

Bueche, Frederick J. 1989. Fisika edisi kedelapan. Institut Teknologi Bandung;

Erlangga.

Gerrits, Dr.G.C dan Soerjohoedojo, Ir. Soemani.S. 1953. Buku Peladjaran Ilmu

Alam jilid 2. Jakarta; J.B.Wolter.

Halliday dan Resnick. 1978. Fisika Edisi ketiga. Jakarta; Erlangga.

Sears, Zemansky. 1982. Fisika untuk Universitas I Edisi keempat. Bandung;

Binacipta.

Tipler, Paul A. 1998. Fisika jilid 1. Jakarta; Erlangga.

Young, freedman. 2002. Fisika Universitas 1. Jakarta; Erlangga.