1

Laporan Praktikum Gelombang

PERCOBAAN MELDE

Atika Syah Endarti Rofiqoh

4201408059

Anggota Kelompok : Sri Purwanti 4201408045 Zulis Elby Pradana 4201408049 Esti Maretasari 4201408057

Jurusan Fisika

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2010

2

PERCOBAAN MELDE

I. Tujuan Percobaan

a. Menunjukkan gelombang transversal stasioner pada tali.

b. Mengetahui hubungan antara cepat rambat gelombang (v) dengan gaya

ketegangan tali (F).

c. Menentukan cepat rambat gelombang pada tali.

II. Landasan Teori

Gelombang adalah getaran yang merambat. Di dalam

perambatannya tidak diikuti oleh berpindahnya partikel-partikel

perantaranya. Pada hakekatnya, gelombang merupakan rambatan energi

(energi getaran).

Gelombang dibedakan menjadi dua jenis menurut mediumnya.

Yaitu gelombang elektromagnetik yang merambat tanpa melalui medium

atau perantara. Contoh gelombang elektromagnetik adalah gelombang

cahaya dan gelombang bunyi. Sedangkan gelombang yang merambat

melalui suatu medium atau perantara yaitu gelombang mekanik.

Terdapat dua jenis gelombang mekanik, berdasarkan arah gerakan

partikel terhadap arah perambatan gelombang, yaitu :

- Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah

perambatannya searah dengan arah getaran partikelnya. Contoh

gelombang longitudinal adalah gelombang pada pegas.

- Gelombang transversal adalah gelombang yang arah

perambatannya tegak lurus dengan arah getaran partikelnya.

Contoh gelombang transversal adalah gelombang pada tali.

Gelombang stasioner biasa juga disebut gelombang tegak,

gelombang berdiri atau gelombang diam, adalah gelombang yang

terbentuk dari perpaduan atau interferensi dua buah gelombang yang

mempunyai amplitudo dan frekuensi yang sama, tapi arah rambatnya

3

berlawanan. Amplitudo pada gelombang stasioner tidak konstan, besarnya

amplitudo pada setiap titik sepanjang gelombang tidak sama. Pada simpul

amplitudo nol, dan pada perut gelombang amplitudo maksimum.

Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan oleh

gelombang untuk menempuh satu panjang gelombang penuh. Panjang

gelombang (λ) adalah jarak yang ditempuh dalam waktu satu periode.

Frekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap

satuan waktu. Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak yang ditempuh

gelombang tiap satuan waktu. Secara umum, cepat rambat gelombang

dapat dirumuskan sebagai berikut :

Dimana :

v = cepat rambat gelombang (m/s)

λ = panjang gelombang (m)

f = frekuensi (Hz)

HUKUM MELDE

4

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.

Dari gambar di atas diketahui bahwa amplitudo adalah jarak antara

perut gelombang dengan arah cepat rambatnya. Sedangkan panjang

gelombang adalah jarak satu perut dan satu lembah yang terdiri dari tiga

simpul.

Melde merumuskan bahwa :

Dengan µ =

Dimana :

v = cepat rambat gelombang (m/s)

F = gaya ketegangan tali (N)

µ = rapat massa linier tali (massa tali/panjang tali) (kg/m)

5

III. Alat dan Bahan Percobaan

1. Vibrator

2. Sumber tegangan

3. Katrol

4. Papan/meja

5. Tali

6. Beban

7. Timbangan/neraca

8. Mistar

IV. Langkah-Langkah Percobaan

Percobaan I (variasi massa beban) :

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. Menghidupkan vibrator dengan menghubungkannya dengan sumber

tegangan.

f. Mengukur panjang gelombang yang terjadi.

g. Mencatat data yang diperoleh.

h. Mengulagi langkah b sampai g dengan memvariasi massa beban

Percobaan II (variasi jenis tali) :

a. Mengukur panjang dan massa tali.

b. Menimbang massa beban yang dipakai.

6

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.

7

V. Data Percobaan

Percobaan I (variasi massa beban)

No mbeban (kg) λ (m) f (Hz) l (m) mtali (kg) µ (kg/m)

1 0,03 1,05 50 2,64 2,148.10-4

8,136.10-5

2 0,04 1,28 50 2,64 2,148.10-4

8,136.10-5

3 0,05 1,49 50 2,64 2,148.10-4

8,136.10-5

4 0,06 1,68 50 2,64 2,148.10-4

8,136.10-5

5 0,07 1,64 50 2,64 2,148.10-4

8,136.10-5

Percobaan II (variasi jenis tali)

No mbeban (kg) λ (m) f (Hz) l (m) mtali (kg) µ (kg/m)

1 0,1 0,48 50 1,5 2,74.10-3

1,827.10-3

2 0,1 0,68 50 1,5 1,316.10-3

8,776.10-4

3 0,1 0,8 50 1,5 0,913.10-3

6,098.10-4

4 0,1 1,9 50 1,5 0,129.10-3

8,573.10-5

5 0,1 2,0 50 2,64 2,148.10-4

8,127.10-5

8

VI. Analisis Data

Percobaan I :

Cepat rambat gelombang secara umum/sinusoidal diperoleh dengan rumus

:

1.) v1 = λ1.f1 = 1,05 m.50 Hz = 52,5 m/s

2.) v2 = λ2.f2 = 1,28 m.50 Hz = 64 m/s

3.) v3 = λ3.f3 = 1,49 m.50 Hz = 74,5 m/s

4.) v4 = λ4.f4 = 1,68 m.50 Hz = 84 m/s

5.) v5 = λ5.f5 = 1,84 m. 50 Hz = 92 m/s

Sedangkan cepat rambat dihitung dengan Hukum Melde adalah :

1.) = 60,14 m/s

2.) = 69,448 m/s

9

3.) = 77,00 m/s

4.) = 85,056 m/s

5.) = 91,87 m/s

Sesuai dengan hasil perhitungan, maka bila ditabulasikan :

No mbeban (kg) λ (m) f (Hz) µ (kg/m) vsin (m/s) vmelde (m/s)

1 0,03 1,05 50 8,136.10-5

52,5 60,14

2 0,04 1,28 50 8,136.10-5

64 69,448

3 0,05 1,49 50 8,136.10-5

74,5 77

4 0,06 1,68 50 8,136.10-5

84 85,056

5 0,07 1,64 50 8,136.10-5

92 91,87

∑v = 367 ∑v = 383,514

Kesesatan = │ │x100%

= │ │x100%

= 4,31%

Ketepatan = 100% - 4,31%

= 95,69%

10

Percobaan II

Cepat rambat gelombang secara umum dapat ditentukan dengan persamaan:

1.) v1 = λ1 f1

= 0,48.50 = 24 m/s

2.) v2 = λ2 f2

= 0,68.50 = 34 m/s

3.) v3 = λ3 f3

= 0,8.50 = 40 m/s

4.) v4 = λ4 f4

= 1,9.50 = 95 m/s

5.) v5 = λ5 f5

= 2,0.50 = 100 m/s

Sedangkan cepat rambat secara Hukum Melde adalah :

1.) = 23,17 m/s

2.) = 33,43 m/s

3.) = 40,14 m/s

4.) = 106,97 m/s

5.) = 109,81 m/s

11

Hasil percobaan bila ditabulasikan, maka :

No mbeban (kg) λ (m) f (Hz) µ (kg/m) vsin (m/s) vmelde (m/s)

1 0,1 0,48 50 1,827.10-3

24 23,17

2 0,1 0,68 50 8,776.10-4

34 33,43

3 0,1 0,8 50 6,089.10-4

40 40,14

4 0,1 1,9 50 8,573.10-5

95 106,97

5 0,1 2 50 8,127.10-5

100 109,81

∑v = 293 ∑v = 313,52

Kesesatan =│ │x100%

= │ │x100%

= 6,54%

Ketepatan = 100% - 6,54%

= 93,46%

12

VII. 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 100 cm.

Panjang tali antara vibrator dan katrol, dibagi banyaknya gelombang

yang terbentuk, akan mendapatkan nilai panjang satu gelombang: Untuk

gelombang yang panjangnya lebih dari 100 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.

13

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.

Pada percobaan variasi jenis tali, didapatkan rapat massa linier tali

yang berbeda-beda. Kali ini praktikan tidak memvariasi massa beban.

Praktikan menggunakan massa beban yaitu 100 gram.

Dari data hasil percobaan dan perhitungan, didapatkan bahwa

semakin besar rapat massa linier tali maka semakin kecil cepat rambat

gelombang. Semakin besarnya rapat massa linier tali juga mempengaruhi

panjang gelombang yang terbentuk, yaitu semakin kecil. Sehingga jika

dianalisis dengan menggunakan persamaan cepat rambat sinusoidal, maka

didapatkan cepat rambat yang semakin kecil pula.

Dalam percobaan Melde ini, kesesatan diperoleh dengan

membandingkan antara selisih kedua total cepat rambat (total cepat rambat

sinusoidal dan total cepat rambat Melde) dengan total cepat rambat Melde,

lalu dikalikan 100%. Maka didapatkan kesesatan sebesar 4,31% pada

percobaan I dengan ketepatan 95,69%. Pada percobaan II, didapatkan

kesesatan 6,54% dan ketepatannya adalah 93,46%.

Terdapatnya kesesatan pada percobaan ini karena kurang telitinya

praktikan dalam melakukan percobaan, terutama saat mengamati panjang

gelombang yang terjadi dan saat mengukur panjang tali serta mengukur

14

jarak antara katrol dan vibrator. Ketidakvalidan alat juga mempengaruhi

terdapatnya kesesatan dalam percobaan Melde ini, seperti neraca yang

mungkin kurang valid.

VIII. 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

Cepat rambat gelombang secara sinusoidal dapat ditentukan dengan

persamaan Melde yaitu :

15

IX. Daftar Pustaka

Millardo, Albert dkk. 2008. Laporan Fisika Percobaan Melde. Jakarta :

SMA Kasinius.

http://d-lastone05.blogspot.com/2009/10/Percobaan-Melde.html.

http://gudangmateri.blogspot.com/2009/03/gelombang-tali-melde_29.html.

http://andikakuncacing.wordpress.com/getaran/andika4ever.htm.

http://fisikasmk2kendal.blogspot.com/2008/03/getaran-gelombang-dan-

bunyi.html

http://geocities.com/dmipa/dictate/melde.PDF

http://id.wikipedia.org/wiki/getaran.

http://id.wikipedia.org/wiki/gelombang.