lapres fisrek

of 23/23
LAPORAN RESMI RESONANSI BUNYI Oleh : 1. Syafrinuz Zamroni (2411100055) 2. Ihsan Yudhatama (2411100056) 3. Dhikri Suprayoga (2411100057) 4. Lugas Dwi Prayogi (2411100058) 5. Vany Arifiansyah D. (2411100059) 6. Okky Dwi Prawiratama (2411100060) i
  • date post

    04-Aug-2015
  • Category

    Documents

  • view

    167
  • download

    7

Embed Size (px)

Transcript of lapres fisrek

LAPORAN RESMI RESONANSI BUNYI

Oleh : 1. 2. 3. 4. 5. 6. Syafrinuz Zamroni Ihsan Yudhatama Dhikri Suprayoga Lugas Dwi Prayogi Vany Arifiansyah D. Okky Dwi Prawiratama (2411100055) (2411100056) (2411100057) (2411100058) (2411100059) (2411100060)

JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2011i

ABSTRAKResonansi bunyi merupakan peristiwa penguatan suatu bunyi yang

dikarenakan ikut bergetarnya suatu benda/ruang disekitar sumber bunyi tersebut. Resonansi dilakukan untuk mengetahui berapa panjang suatu tabung agar bisa terjadi resonansi dari sumber bunyi berupa garpu tala. Dalam praktikum ini sumber bunyi yang digunakan adalah garpu tala yang digetarkan sedangkan tabung resonansi yang digunakan adalah air yang di wadahi dalam tabung ukur yang sudah dilengkapi selang diujung bawahnya sehingga bisa berfungsi sebagai keran. Garpu tala yang sudah digetarkan diletakkan di ujung atas tabung. Kemudian keran dibuka sehingga air keluar dan ketinggian volume udara semakin naik. Dari data percobaan, diperoleh data perbandingan nilai panjang tabung udara yang beresonansi dibandingkan dengan panjang gelombang adalah mendekati harga kelipatan dengan n = 0,1,2,3,.......dst. Hal itu berarti penguatan

bunyi pertama terjadi ketika tinggi tabung resonansi sekitar . Penguatan bunyi kedua terjadi ketika tinggi tabung resonansi sekitar . Kemudian penguatan bunyi ketiga terjadi ketika panjang tabung resonansi sekitar secara berpola secara terus menerus. Kata kunci: Sumber Bunyi, Resonansi, panjang pipa udara. . Dan hal itu terjadi

ii

KATA PENGANTARAlhamdulillahirabbil alamin. Puji syukur kehadirat Allah SWT, Tuhan Semasta Alam, yang telah memberikan karunia berupa kelancaran sehingga kami dapat mengerjakan makalah fisika rekayasa ini dengan baik tanpa ada halangan yang cukup berarti. Penyusunan makalah ini bertujuan untuk memenuhi salah satu tugas mata kuliah Fisika Rekayasa di jurusan Teknik Fisika Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya. Kami mengucapkan terima kasih kepada pihak pihak yang terkait dalam pembuatan makalah ini 1. Ibu Aulia Siti Aisjah, sebagai dosen Taknik Fisika FTI ITS yang telah membimbing kami dan memberikan masukan sehingga penyusunan makalah ini bisa berjalan dengan baik. 2. Para asisten labolatorium Fisika Rekayasa yang telah bersusah payah mendampingi kami ketika melakukan praktikum 3. Teman teman jurusan teknik fisika angkatan 2011 yang telah memberikan dukungan dalam pekerjaan makalah ini. 4. Dan pihak pihak lain yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu. Akhir kata, penulis menyadari bahwa dalam penyusunan makalah ini masih terdapat banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan. Untuk itu, dengan segenap kerendahan hati, penulis meminta saran dan kritik pada pada para pembaca untuk perbaikan makalah di waktu yang akan datang. Surabaya, 19 Desember 2011

Penulis

iii

DAFTAR ISIHALAMAN JUDUL ................................................................................................................. i ABSTRAK.............................................................................................................................. ii KATA PENGANTAR...............................................................................................................iii DAFTAR ISI...........................................................................................................................iv BAB I .................................................................................................................................... 1 PENDAHULUAN ................................................................................................................... 1 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. LATAR BELAKANG PRAKTIKUM ........................................................................... 1 PERUMUSAN MASALAH ...................................................................................... 1 TUJUAN PRAKTIKUM ........................................................................................... 2 MANFAAT PRAKTIKUM ....................................................................................... 2

BAB II ................................................................................................................................... 3 TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................................................ 3 2.1. 2.2. 2.3. RESONANSI.......................................................................................................... 3 GARPU TALA ........................................................................................................ 3 RESONANSI GARPU TALA PADA TABUNG RESONANSI ....................................... 4

BAB III .................................................................................................................................. 7 METODOLOGI...................................................................................................................... 7 3.1 Start ........................................................................................................................... 7 3.2 Studi Pustaka............................................................................................................. 7 3.3 Persiapan Peralatan .................................................................................................. 7 3.4 Pengambilan Data ..................................................................................................... 8 3.5 Pengolahan Data ....................................................................................................... 8 3.6 Kesimpulan ................................................................................................................ 8 BAB IV................................................................................................................................ 10 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN ................................................................................. 10 4.1. Analisis data ...................................................................................................... 10 iv

4.2.

Pembahasan ...................................................................................................... 12

v

BAB I PENDAHULUAN1.1. LATAR BELAKANG PRAKTIKUM Gelombang adalah satu dari sekian banyak fenomena fisika yang telah dimanfaatkan hampir di semua bidang kehidupan manusia. Gelombang sendiri dibagi menjadi dua bagian menurut arah rambatannya, yaitu gelombang

transversal dan gelombang longitudinal. Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah gelombangnya, sedangkan gelombang longitudinal merupakan gelombang yang arahnya sejajar dengan arah rambatannya. Berdasarkan medium transmisinya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik merupakan gelombang yang membutuhkan medium untuk merambatnya sedangkan gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang tidak memerlukan medium untuk merambatnya. Salah satu contoh gelombang mekanik yang sudah tidak asing ditelinga kita adalah gelombang bunyi. Gelombang bunyi ini memiliki berbagai macam keunikan dan sifat sifat tertentu. Salah satu sifat gelombang bunyi adalah dapat melakukan resonansi, yaitu suatu sumber bunyi yang mampu menggetarkan benda lain di sekitarnya sehingga bunyi yang keluar mengalami penguatan. Untuk memepelajari fenomena resonansi secara lebih mendalam, maka diperukan suatu percobaan yang berfungsi untuk mengamati secara langsung bagaiman fenomena resonansi berlangsung. Berdasar uraian diatas, maka kami bermaksud menyusun makalah ini sebagai bentuk laporan atas praktikum tentang resonansi yang telah kami lakukan. 1.2. PERUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang di atas, dapat dirumuskan beberapa rumusan pertanyaan berikut 1. Dengan menggunakan prinsip resonansi, berapakah nilai kecepatan gelombang bunyi di udara?1

2. Bagaimana menentukan validasi terhadap frekuensi suatu sumber bunyi 1.3. TUJUAN PRAKTIKUM Berdasarkan perumusan masalah di atas, maka tujuan dari praktikum ini adalah: 1. Menentukan cepat rambat bunyi di udara 2. Menera sebuah Sumber bunyi, dalam hal ini adalah garpu tala. 1.4. MANFAAT PRAKTIKUM Manfaat yang dapat kita mabil dari percobaan tentang resonansi ini adalah 1. Mengetahui tentang fenomena resonansi dan sifat sifatnya. 2. Mengetahui nilai kecepatan bunyi di udara. 3. Mengetahui tentang hubungan perbandingan antara panjang tabung ketika terjadi resonansi dibandingkan dengan panjang gelombang yang dihasilkan sumber bunyi. 4. Mengetahui penggunaan fenomena resonansi dalam menera suatu sumber bunyi.

2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA2.1. RESONANSI Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar dan memiliki frekuensi yang sama atau kelipatan bilangan bulat dari frekuensi itu. Resonansi sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, resonansi bunyi pada kolom udara dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan bunyi. Berdasarkan hal tersebut, maka dapat dibuat berbagai macam alat musik. Alat musik pada umumnya dibuat berlubang agar terjadi resonansi udara sehingga suara alat musik tersebut menjadi nyaring. Contoh alat musik itu antara lain: seruling, kendang, beduk, ketipung dan sebagainya [no ref buku apa, . Dua buah gelombang yang merambat dalam medium dapat dipandang sebagai resultan dari penjumlahan kedua gelombang tersebut (superposisi gelombang). Hasil dari superposisi ini menimbulkan berbagai fenomena yang menarik, seperti adanya gelombang diam, pelayangan, interferensi, difraksi dan resonansi. Superposisi dari suatu gelombang datang dengan gelombang pantulnya dapat menghasilkan suatu gelombang yang dikenal dengan gelombang diam/stasioner. Jika gelombang tersebut datang secara terus menerus maka superposisi antara gelombang datang dan pantulan akan terus menerus terjadi dan akhirnya terjadi resonansi. Resonansi umumnya terjadi jika gelombang mempunyai frekuensi yang sama atau mendekati frekuensi alamiah sehingga terjadi amplitudo maksimum. 2.2. GARPU TALA Garpu tala adalah alat yang berbentuk seperti garpu bergigi dua (atau berbentuk huruf y) dan beresonansi pada frekuensi tertentu bila dihentakkan pada suatu benda. Garpu tala hanya bergetar pada satu frekuensi, misalnya nada a' dengan frekuensi 440 Hertz. Karena frekuensi ini tetap, garpu tala biasanya digunakan untuk menala alat musik lain, seperti gitar dan piano. Garpu tala dapat memuai jika panas dan menyusut jika dingin sehingga memengaruhi frekuensi

3

yang dihasilkan tidak tandar lagi. Pada garpu tala yang berkualitas baik tidak akan mudah menyusut atau memuai sehingga frekuensi yang dihasilkan tetap standar.

Gambar 2.1. Garpu Tala [2no ref] 2.3. RESONANSI GARPU TALA PADA TABUNG RESONANSI Pada hakekatnya gelombang menjalar adalah suatu penjalaran gangguan, energi atas atau momentum Perambatan gelombang ada yang memerlukan medium, seperti gelombang tali melalui tali dan ada pula yang tidak memerlukan medium, seperti gelombang listrik magnet dapat merambat dalam vakum. Perambatan gelombang dalam medium tidak diikuti oleh perambatan media, tapi partikel-partikel mediumnya akan bergetar. Perumusan matematika suatu gelombang dapat diturunkan dengan peninjauan penjalaran suatu pulsa. Dilihat dari ketentuan pengulangan bentuk, gelombang dibagi atas gelombang periodik dan gelombang non periodik. Jika dua buah gelombang merambat dalam satu medium, hasilnya adalah jumlah dari simpangan kedua gelombang tersebut. Hasil dari supersosisi ini menimbulkan berbagai fenomena yang menarik, seperti adanya pelayangan, interferensi, difraksi, dan resonansi. Misalkan superposisi dari suatu gelombang datang dengan gelombang pantulnya bisa menghasilkan gelombang yang dikenal sebagai gelombang stasioner atau gelombang berdiri. Jika gelombang datang secara terus menerus maka akan terjadi resonansi. Resonansi pada umumnya terjadi jika gelombang mempunyai frekuensi yang sama dengan atau mendekati frekuensi alamiah, sehingga terjadi amplitudo yang maksimal. Peristiwa resonansi ini banyak dimanfaatkan dalam kehidupan, misalkan saja resonansi gelombang suara pada alat-alat musik. Gelombang suara4

merupakan gelombang mekanik yang dapat dipandang sebagai gelombang simpangan maupun sebagai gelombang tekanan. Jika gelombang suara merambat dalam suatu tabung berisi udara, maka antara gelombang datang dan gelombang yang dipantulkan oleh dasar tabung akan terjadi superposisi, sehingga dapat timbul resonansi gelombang berdiri jika panjang tabung udara merupakan kelipatan dari ( = panjang gelombang).

Jika gelombang suara dipandang sebagai gelombang simpangan, pada ujung tabung yang tertutup akan terjadi simpul, tetapi jika ujungnya terbuka akan terjadi perut (lihat Gb, Ia dan Ib)

Gambar 2.2 Pipa Organa Terbuka

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

Dan untuk tabung yang kedua ujungnya terbuka, maka :

Karena ukuran garis tabung kecil jika dibandingkan dengan panjang gelombang, perut gelombang simpangan tidak tepat terjadi pada ujung terbuka didekatnya (lihat Gb-2), pada suatu jarak e= 0,6 R diluar tabung (R = jari-jari tabung)

5

Gambar 2.3 Pipa Organa Tertutup

Jadi persamaan (1a) dan (1b) menjadi

Karena

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

6

BAB III METODOLOGISTART

STUDI PUSTAKA

PERSIAPAN PERALATAN

PENGAMBILAN DATA

PENGOLAHAN DATA

KESIMPULAN

Gambar 3.1 Flow Chart

3.1 Start Pada tahap ini, dimulai dengan melakukan persetujuan tanggal praktikum dengan asisten Labolatorium Fisika Rekayasa. Pada tahap ini juga ditentukan tujuan praktikum dan mempelajari bagaimana langkah langkah dalam melakukan praktikum resonansi bunyi. 3.2 Studi Pustaka Tahap ini merupakan langkah awal yang dilakukan, yaitu mempelajari literature-literatur yang terkait dengan praktikum. 3.3 Persiapan Peralatan Pada tahap persiapan, kami mempersiapkan alat alat yang akan kami gunakan untuk melakukan praktikum resonansi bunyi. Alat-alat tersebut meliputi: 1. Garpu penala dengan frekuensi berbeda-beda 2. Tabung resonansi7

3. Selang berisi air 4. Pemukul besi 3.4 Pengambilan Data Pada tahap ini data yang diambil adalah data mengenai perbedaan panjang tabung udara dimana terjadi penguatan bunyi. Untuk mendapatkan data tersebut, maka dilakukan prosedur berikut 1. Menurunkan selang berisi air serendah mungkin agar air bisa 2. Memegang garpu penala di atas mulut tabung resonansi, kemudian memukul dengan pemukul kayu sambil selang ditarik keatas secara perlahan sampai terdengar dengung keras untuk yang pertama kali. Saat itu disebut terjadi resonansi yang pertama. 3. Mengukur jarak antara permukan air ke mulut tabung (panjang kolom udara atau l1). 4. Mengulangi kegiatan ini namun dengan menggerakkan selang dari atas ke bawah pada daerah ketika terjadi resonansi pertama tersebut. 5. Mengulangi kegiatan 1 sampai 3 diatas dengan menggunakan garpu penala lain yang frekuensinya berbeda. 3.5 Pengolahan Data Pada tahap ini, data yang telah diambil pada tahap pengambilan data diolah berdasarkan dasar teori yang telah dipelajari. Hasil dari pengolahan data tersebut masukkan kedalam rumus rumus yang ada pada dasar teori. Kemudian data hasil perhitungan kami bandingkan dengan data yang kami peroleh melalui praktikum. Dari pebangidngan ini kami memperoleh beberapa penyimpanngan atau perbedaan dikarekan faktor faktor tertentu. Semua data ini akan di bahas dalam BAB IV . 3.6 Kesimpulan Hasil perbandingan yang telah kami dapat pada tahap pengolahan data kemudian disimpulkan pada BAB V KESIMPULAN DAN SARAN. Selain menyimpulkan hasil percobaan, pada BAB V juga dicantumkan mengenai saran atau masukkan

8

agar percobaan berikutnya bisa berjalan lebih baik tanpa ada halangan yang berarti.

9

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN4.1.Analisis data Dari praktikum yang telah dilakukan, diperoleh data:Tabel 4.1 Data panjang kolom tabung resonansi pada saat terjadi resonansi Garpu Tala 1 2 3 L0 4,5 3,5 3 L1 10 7,5 7 L2 14,5 12 9,5

Garpu tala yang digunakan mempunyai beberapa frekuensi yang berbeda, beberapa frekuensi tersebut yakni : `

Data tersebut (L), digunakan untuk mencari nilai panjang gelombang () melalui persamaan 2, yakni: ( ) .dimana; n = 0,1.2.3.4.... Perhitungannya adalah sebagai berikut: Disaat resonansi garpu tala 1 L0 = (2n+1) 1/4 4,5 = 1/4 = 18cm Disaat resonansi garpu tala II L0 = (2n+1) 1/4 3,5 = 1/4 = 14cm L1 = (2n+1) 1/4 7,5 = 3/4 = 10 cm10

L1 = (2n+1) 1/4 10 = 3/4 = 13,3 cm

L2 = (2n+1) 1/4 14,5 = 5/4 = 11,6 cm

L2 = (2n+1) 1/4 12 = 5/4 = 9, 6cm

Di saat resonansi garpu tala III L0 = (2n+1) 1/4 3 = 1/4 = 12 cm L1 = (2n+1) 1/4 7 = 3/4 = 9,3 cm L2 = (2n+1) 1/4 9,5 = 5/4 = 7,6 cm

Tabel 4.2 Data panjang gelombang () yang diperoleh melalui perhitungan Garpu Tala 1 2 3 0 18 14 12 1 13,3 10 9,3 2 11,6 9,6 7,6 rata-rata 14,3 11,2 9,6

Dan untuk rata-rata adalah sebagai berikut: Resonansi I : = 14,3 x 10-2 m Resonansi II : = 11,2 x 10-2 m Resonansi III : = 9,6 x 10-2 m Panjang Gelombang () rata-rata digunakan untuk mencari cepat rambat bunyi di udara, karena frekuensi garpu tala telah tertera, maka dapat dengan mudah dicari harga cepat rambat bunyi di udara dengan persamaan 1, yaitu: Tabel 4.3 Data V yang diperoleh melalui perhitungan f (Hz) 256,4 486,3 rata-rata (cm) 14,3 11,2 11 v (m/s) 36,66 54,46

512

9,6

49,15

Sehingga V rata-rata adalah 47.44 m/s. Hasil yang diperoleh melalui percobaan berbeda dengan teori yang dicantumkan pada banyak sumber. Cepat rambat bunyi berdasarkan banyak buku acuan adalah 340 m/s, sedangkan cepat rambat bunyi yang diperoleh oleh praktikum kami adalah sebesar 147,44 m/s (hampir setengah harga).Tabel 4.4 Perbandingan v praktikum dengan v teori V Praktikum 46,74 m/s V Teori 340 m/s

4.2.Pembahasan Adanya perbedaan hasil pada nilai cepat rambat bunyi di udara melalui praktikum dengan nilai cepat rambat bunyi di udara secara teori disebabkan oleh: 1. Suasana ruangan kurang mendukung. Karena untuk melakukan percobaan ini idealnya suasana ruangan dalam keadaan hening. Tetapi pada ssaat itu suasana ruangan sangat bising 2. Kesalahan pendengaran disaat mgukur jarak resonansi pertama kedua dan ketiga 3. Kesalahan pengukuran panjang jarak resonansi karena skala yang kurang jelas 4. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi seperti kelembapan udara, tekanan udara dan lain-lain

12