RESONANSI GELOMBANG BUNYI

Oleh:XXXXXXX

ABSTRAK

Dalam percobaan kali ini,kita telah melakukan percobaan mengenai

resonansi gelombang bunyi dengan mengggunakan tabung resonansi. Tujuan

dilaksanakan percobaan ini adalah agar kita dapat memahami peristiwa resonansi

gelombang bunyi,menentukan kecepatan merambat gelombang suara di udara,dan

menentukan frekuensi garputala.

Gelombang bunyi termasuk gelombang longitudinal, karena arah rambat

bunyi sejajar dengan arah getarnya. Peristiwa resonansi gelombang suara mirip

dengan yang terjadi pada gelombang tali. Gelombang suara yang merambat di

dalam tabung berisi udara ketika sampai di ujung tabung maka gelombang tersebut

akan dipantulkan. Pada frekuensi gelombang suara tertentu, akan terjadi peristiwa

resonansi yang ditandai dengan terdengarnya dengung bunyi yang lebih keras

daripada ketika tidak terjadi resonansi. Jika terjadi resonansi, maka ujung tabung

yang tertutup merupakan titik simpul sedangkan ujung tabung terbuka sebagai

perut

Peristiwa resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda sehingga

dapat memperkuat suara aslinya. Dengan adanya resonansi suara kita bisa

terdengar, sebab udara diselaput suara ikut bergetar pada saat selaput suara itu

ii

bergetar, dan juga berbagai alat musik terdengar nyaring karena adanya udara di

dalam ruang yang ikut beresonansi.

Percobaan ini menggunakan pipa organa untuk menentukan kecepatan suara di

udara, dengan menggunakan pipa kecil yang dapat diubah-ubah untuk mendapatkan

nada terkeras. Apabila diketahui panjang gelombang, frekuensi alat standart

(garputala), dan bilangan resonansinya maka kecepatan suara di udara dapat

ditentukan, dimana kolom udara sebelumnya mengalami koreksi sebesar “e”.

iii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... ii

ABSTRAK.............................................................................................................. iii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... v

BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Tujuan Percobaan............................................................................. 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................. 3

BAB III PROSEDUR PERCOBAAN .......................................................................... 7

3.1 Alat dan Bahan.................................................................................. 7

3.2 Prosedur Percobaan.......................................................................... 8

BAB IV HASIL EKSPERIMEN dan PEMBAHASAN ................................................... 9

4.1 Tabbel Hasil Pengamatan.................................................................. 9

4.2 Data dan Poin Analisis....................................................................... 9

4.3 Pembahasan...................................................................................... 10

BAB V KESIMPULAN............................................................................................. 12

DAFTAR PUSTAKA

iv

I.PENDAHULUAN

Dalam kehidupan sehari-hari kita mengetahui bahwa bunyi/suara dapat kita

dengar karena adanya gelombang dan kecepatan suara di udara yang

menghantarkan suara/bunyi tersebut sampai ke telinga kita. Itu disebabkan dengan

adanya benda yang bergetar yang menggetarkan benda lain sehingga dapat

memperkuat suara aslinya.

Percobaan ini menggunakan pipa organa untuk menentukan kecepatan suara

di udara, dengan menggunakan pipa kecil yang dapat diubah-ubah untuk

mendapatkan nada terkeras.

v

II. TINJAUAN PUSTAKA

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 :

vi

l1+k=14λ ………………………………………………………… (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 :

l1+k=14λ ……………………………………………………………………. (1.2)

vii

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=( 2n−1

4 )λ atau ln=( 2n−1

4 ) λ−k …………………… (1.3)

dengan demikian ё 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 ё akan berlaku hubungan :

V= λ f ……………………………………………………………………………… (1.4)

kombinasi persamaan (1.1) dan (1.4) akan memberikan hubungan :

l1=V4

1f−k …………………………………………………………………….... (1.5)

sedangkan kombinasi antara persamaan (1.3) dan (1.4) akan memberikan

hubungan :

vl1

: l1+4=14λ

l1=14λ−k

l1=14vf−k

viii

l1=14

1f−k

vln; ln+k=

(2n−1 )4

λ

ln=(2n−1 )

4λ−k

ln=(2n−1 )

4vf−k

ln=(2nv−v )

4 f−k

ln=2nv4 f

− v4 f

−k

ln=2v4 fn−( v4 f +k)

ln=2v4 fn−c

Diperoleh persamaan :

ln=2v4 fn−( v4 f +k) atau ln=

2v4 fn−c ........................................ (1.6)

dimana n = 1,2,3,… adalah orde resonansi, dan c=( v4 f +k ) adalah tetapan.

Cepat rambat bunyi pada percoban ini adalah cepat rambat bunyi ketika

suhunya t°C 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 0°C atau 273 K yakni Vo dapat dicari dari hubungan : Vt

V 0

V t

=√ TT 0

=¿√ T273

¿ ..................................................................................... (1.7)

ix

Cepat rambat bunyi pada suhu kamar atau 27° C mestinya dapat dihitung

dengan mengacu ke Vo.

x

III. PROSEDUR PERCOBAAN

3.1. Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

1. Tabung resonansi berskala berserta reservoirnya

2. Garputala

3. Pemukul garputala

xi

4. Janga sorong

3.2. Prosedur Percobaan

1. Ukurlah diameter bagian dalam dari tabung, usahakan mula-mula agar

permukaan air dalam tabung cukup tinggi dekat dengan ujung atas dan tabung

(dengan reservoir).

2. Ambil garputala yang frekuensinya diketahui.

3. Getarkan garputala yang telah diketahui frekuensinya dengan garputala

pemukulan garputala.

4. Catatlah kedudukan permukaan air, ketika terdengar suara yang sangat keras.

5. Turunkan lagi permukaan air, sampai resonansi lagi, catat lagi kedudukan

permukaan air.

6. Ulangi percobaan tersebut untuk memastikan tepatnya tempat-tempat

resonansi.

xii

IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Tabel hasil pengamatan

percobaan ke urut resonansi

skala resonansi

1 1 85 cm 2 60 cm 3 60 cm2 1 90 cm 2 80 cm 3 70 cm

4.2. Data dan poin analisis

1. Frekuensi galputala = 426,6 Hz

2. Diameter tabung = 2,7 cm

3. Bilamana dapat terjadi resonansi?

Resonansi terjadi apabila gelombang datang secara terus-menerus dan

gelombang tesebut memiliki gelombang yang sama dengan atau mendekati

frekuensi alamiah, sehingga terjadi amplitudo yang maksimal

1/4λ 1/2λ 3/4λ

xiii

4. Lukislah Bentuk gelombang L=1/4λ,L=1/2 λ, L=3/4 λ.

4.3. 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.

xiv

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=14λ

Bila yang beresonansi adalah nada atas pertama maka terdapat dua simpul dan

dua perut, akan berlaku:

l2+k=34λ

Untuk menentukan besarnya cepat rambat bunyi,maka dapat ditentukan

dengan persamaan v=λ f dengan λ di dapatkan dari

l1+k=14λ dan l1+k=

14λ sehingga k dapat dieliminasi sehingga

l1+l2=12λ dan

λ=2 (l1+l2 )

berdasarkan tabel yang terdapat pada buku giancoli c, douglas, maka cepat rambat

gelombang suara di udara adalah 331 m/s.

xv

V. 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 = λ 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. Cepat rambat bunyi di udara bergantung pada suhu dan tekanan bunyi

diudara, tekanan udara tidak bergantung langsung,tetapi akan memberikan

pengaruh terhadap masa jenis udara(sifat inersia).sedangkan suhu akan

berpengaruh terhadap kekuatan interaksi partikel (sifat elastis). Pada

tekanan 1 atmosfer, pengaruh suhu terhadap cepat rambat bunyi dalam

udara dapat dideteksi dengan persamaan v= 331m/s+(0,6m/s0) . T

xvi

DAFTAR PUSTAKA

Giancolli, Douglas. 2001. Fisika jilid 1. Jakarta: Erlangga.

Tippler, Paul A. 1998. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta: Erlangga.

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