Percobaan4RESONANSIBUNYI
-
Upload
fhail-mechanical -
Category
Documents
-
view
11 -
download
0
description
Transcript of Percobaan4RESONANSIBUNYI
-
Laporan Praktikum Gelombang
Resonansi Bunyi (Mekanik)
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
-
RESONANSI BUNYI
DENGAN MENGGUNAKAN SUMBER BUNYI MEKANIK
A. Tujuan Praktikum
1. Memahami gejala resonansi
2. Memahami gelombang bunyi di udara
3. Memahami asas kerja tabung resonansi dan garpu penala
4. Menentukan cepat rambat bunyi di udara
B. Landasan Teori
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.
Bila garpu penala digetarkan diatas tabung resonansi, maka getaran
garpu penala ini akan menggetarkan kolom udara di dalam tabung resonansi.
Dengan mengatur panjang kolom udara di dalam tabung resonansi, maka
akan terdengar dengung garpu penala lebih keras, ini berarti terjadi resonansi.
Didalam tabung resonansi terjadi gelombang longitudinal diam
(stasioner), dengan sasarannya yaitu permukaan air sebagai simpul
gelombang dan untuk mulut tabung sebagai peut gelombang. Sebenarnya
letak perut berada di sedikit di atas tabung. Jaraknya kira-kira 0,3 kali
diameter tabung. Resonansi terjadi jika frekuensi nada dasar atau nada atas
dari kolom udara sama dengan frekuensi garpu penala.
-
Bila resonansi terjadi pada nada dasar, maka terdapat satu simpul dan
satu perut pada saat itu berarti berlaku :
l1 + k = .(1.1)
kolom udara
Dengan l1 : panjang kolom udara di dalam tabung minimum ketika terjadi
resonansi untuk yang pertama kali, dan : panjang gelombang bunyi di
udara.
Bila yang beresonansi adalah nada atas pertama maka akan terdapat dua
simpul dan dua perut, maka aka berlaku :
l 2 + k = .(1.2)
l 2 : panjang kolom udara yang kedua setelah panjang minimum saat terjadi
resonansi, atau panjang kolom udara ketika terjadi resonansi untuk kedua
kalinya.
Selanjutnya untuk untuk nada dasar yang ke-n, terdapat n simpul dan juga n
perut, akan memberikan panjang kolom udara ln dengan (n = 1,2,3,) akan
memenuhi persamaan :
ln + k = atau ln = -k.(1.3)
denga demikian rata-rata dapat dihitung jika setiap terjadi resonansi panjang
kolom udara diukur.
Jika cepat rambat bunyi di udara adalah v sedangkan frekuensi garpu tala f
dan panjang akan berlaku hubungan :
v = .(1.4)
kombinasi persamaan (1.1) dan (1.4) akan memberikan hubungan :
-
l1 = .(1.5)
sedangkan kombinasi antara persamaan (1.3) dan (1.4) akan memberikan
hubungan :
; l1
l1
l1
l1
; ln+k =
ln =
ln =
ln =
ln =
ln =
ln =
diperoleh persamaan : ln = atau
ln = ..(1.6)
dimana n = 1,2,3, adalah orde resonansi, dan C adalah tetapan.
Cepat rambat bunyi pada percoban ini adalah cepat rambat bunyi ketika
suhunya tC atau T Kelvin yaitu suhu pada sat percobaan. Karena cepat
rambat bunyi di udra berbading lurus dengan akar suhu mutlaknya, maka
cepat rambat bunyi pada suhu 0C atau 273 K yakni vo dapat dicari dari
hubungan : vt
-
..(1.7)
Cepat rambat bunyi pada suhu kamar atau 27 C mestinya dapat dihitung
dengan mengacu ke vo.
C. Alat dan Bahan
1. Thermometer
2. Garpu penala dengan frekuensi berbeda-beda
3. Tabung resonansi
4. Selang berisi air
5. Pemukul kayu
D. Langkah Kerja
1. Mengukur suhu kamar.
2. Menurunkan selang berisi air serendah mungkin.
3. 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.
4. Mengukur jarak antara permukan air ke mulut tabung (panjang kolom
udara atau l1).
5. Mengulangi kegiatan ini namun dengan menggerakkan selang dari atas ke
bawah pada daerah ketika terjadi resonansi pertama tersebut.
6. Mengulangi kegiatan 1 sampai 5 diatas dengan menggunakan garpu
penala lain yang frekuensinya berbeda.
-
E. Data Pengamatan
f (hz) Percobaa ke L1 L2
320
1 0,26 0,80
2 0,27 0,78
3 0.265 0,79
4 0,27 0,79
341,3
1 0,21 0,69
2 0,22 0,71
3 0.21 0,70
4 0.215 0,695
426,6
1 0,195 0,59
2 0,20 0,58
3 0,18 0,58
4 0,19 0,60
473,3
1 0,165 0,54
2 0,16 0,52
3 0,16 0,51
4 0,17 0,51
512
1 0,14 0.51
2 0,14 0,49
3 0,15 0,50
4 0,145 0,49
-
F. Analisis Data
Utuk menentukan besarnya cepat rambat bunyi,maka dapat ditentukan
dengan persamaan dengan didapatkan dari
dan sehingga k dapat dieliminasi sehingga
dan
maka didapatkan dan
y m x
No
1
2,12
2,11
3,12.10-3
2,10
2,11
2,12
2
1,80
1,825
2,93.10-3
1,86
1,82
1,82
3
1,57
1,56
2,34.10-3
1,56
1,52
1,58
4
1,41
1,37
2,11.10-3
1,36
1,34
1,36
-
5
1,30
1,28
1,95.10-3
1,26
1,30
1,27
-
G. Pembahasan
Resonansi merupakan peristiwa ikut bergetarnya benda lain karena
sumber bunyi dan benda yang digetarkan memiliki frekuensi yang sama atau
kelipatannya. Gelombang bunyi yang merambat dan mengalami resonansi itu
merupakan gelombang longitudinal, karena gelombang bunyi di udara arah
getarnya sejajar dengan arah perambatannya. Gelombang bunyi merupakan
gelombang yang memerlukan medium parambatan berupa udara. Sehingga
bunyi tidak dapat merambat di ruang hampa udara.
Percobaan resonansi bunyi ini dilakukan untuk menghitung cepat
rambat bunyi di udara. Sebuah garpu tala dipukul kemudian didekatkan
dengan tabung resonansi. Resonansi pertama dilakukan dengan menurunkan
selang aka air dalam tabung resonansi akan bergerak turun, kemudian akan
terdengar bunyi dengungan keras yang pertama kalinya sebagai resonansi
bunyi yang pertama dengan panjang kolom udara l1. Dan bunyi dengungan
keras yang kedua merupakan resonansi kedua dengan panjang kolom udara l2.
Panjang l1 dan l2 diukur dari mulut tabung, dimana permukaan air sebagai
simpul gelombang dan mulut tabung sebagai perut gelombang. Letak perut
gelombang berada kira-kira 0,3 kali diameter tabung di atas skala angka nol
pada tabung resonansi.
Resonansi terjadi jika frekuensi nada dasar atau nada atas dari kolom
udara sama dengan frekuensi garpu penala. Jika resonansi terjadi pada nada
dasar maka terdapat satu simpul dan satu perut, berarti pada keadaan ini
berlaku:
l1+k =
Bila yang beresonansi adalah nada atas pertama maka terdapat dua
simpul dan dua perut, akan berlaku:
l2+k =
Untuk menentukan besarnya cepat rambat bunyi,maka dapat
ditentukan dengan persamaan dengan didapatkan dari
dan sehingga k dapat dieliminasi sehingga
-
dan
Berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan ralat grafik maka
diperoleh hasil sebagai berikut:
Nilai cepat rambat bunyi di udara sebesar .
H. Kesimpulan
Berdasarkan pembahasan maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
a. Resonansi terjadi apabila frekuensi udara di dalam tabung resonansi sama
dengan frekuensi garpu penala.
b. Gelombang bunyi di udara adalah v = f
c. Asas kerja tabung resonansi dan garpu penala yaitu garpu penala yang
sudah digetarkan dan diletakkan di atas mulut tabung resonansi akan
menggetarkan udara yang ada di kolom udara.
d. Berdasarkan ralat grafik, besar cepat rambat bunyi di udara
.
I. Daftar Pustaka
Giancolli, Douglas. 2001. Fisika jilid 1. Jakarta: Erlangga.
Tippler, Paul A. 1998. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga.
Tim Dosen Fisika Dasar 1. 2008. Buku Panduan Praktikum Fisika Dasar 1
Untuk Mahasiswa Jurusan Fisika. Semarang: Universitas Negeri
Semarang.