LAPORAN LENGKAP PRAKTIKUM FISIKA DASAR
Topik Percobaan : Percobaan Melde
Oleh :
Nama
: Hariadi
NIM
: DBD 109 047
Kelompok
: III (Tiga)
Praktikum Ke
:
Tanggal Tanggal Prakti Praktikum kum
:
Dosen Pembimbing
: Lendra, ST., MT.
Asisten Pembimbing
:
UPT. LAB. DASAR DAN ANALITIK UNIVERSITAS PALANGKARAYA 2010
I.
Topik Percobaan
Percobaan Melde
II. Tujuan Percobaan
1. Menunjukan adanya interferensi gelombang pada dawai/tali. 2. Membuktikan adanya gelombang stasioner. 3. Menentukan cepat rambatnya gelombang pada dawai/tali. 4. Menentukan panjang gelombang pada dawai/tali. 5. Menentukan frekuensi gelombang pada dawai/tali.
III. Alat dan Bahan
1. Sumber getar (vibration generator) 2. Sumber tegangan AC 3. Beban 4. Dawai/tali/senar 5. Katrol 6. Mistar roll 7. Kabel secukupnya
IV. Landasan Teoritis dan Prosedur Pengamatan A. Dasar Teori
Usikan yang terjadi ketika sebuah batu dijatuhkan ke permukaan air di sebuah kolam akan merambat menjauhi titik jatuh batu dan akhirnya mencapai tepi klam. Gelombang atau usikan air ini memang bergerak dari satu tempat ke tempat lain, akan tetapi air itu sendiri tidak berpindah bersama gelombang. Berdasarkan ilustrasi di atas, dapat diambil kesimpulan bahwa gelombang adalah peristiwa perambatan getaran atau peristiwa perambatan energi. Medium atau bagian bagian gelombang itu sendiri tidak ikut merambat, hany a bergetar. Berdasarkan sifat fisisnya, gelombang dapat dikelompokkan menjadi sebagai berikut. 1. Berdasarkan arah getar, gelombang dikelompokkan menjadi :
a. Gelombang transversal , yaitu gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah perambatannya; misalnya gelombang pada tali, gelombang permukaan air, dan cahaya. b. Gelombang longitudinal , yaitu gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah perambatannya; misalnya gelombang bunyi.
2. Berdasarkan amplitudo, gelombang dikelompokkan menjadi : a. Gelombang berjalan , yaitu gelombang yang amplitudonya tetap di setiap titik yang dilalui gelombang; misalnya gelombang yang merambat pada tali yang sangat panjang. b.
Gelombang
stasioner
(diam),
yaitu
gelombang
yang
amplitudonya berubah-ubah; misalnya gelombang pada senar gitar.
3. Berdasarkan medium perambatan, gelombang dikelompokkan menjadi : a. Gelombang mekanik , yaitu gelombang yang memerlikan medium perambatan; misalnya bunyi dapat sampai di telinga kita karena ada udara sebagai medium (zat perantara). b.
Gelombang elektromagnetik , yaitu gelombang yang tidak
memerlukan medium perambatan; misalnya cahaya matahari dapat sampai ke bumi walaupun antara matahari dan bumi ada ruang hampa (tanpa medium). Ada empat besaran dasar gelombang yang perlu diketahui, yaitu frekuensi (f), periode (T), panjang gelombang (λ), dan cepat rambat gelombang (v). Frekuensi (f) adalah banyaknya gelombang sempurna melalui satu titik dalam satu detik. Panjang gelombang (λ) adalah jarak yang di tempuh oleh gelombang sempurna dalam satu periode. Periode (T) adalah waktu yang diperlukan oleh suatu gelombang sempurna untuk satu titik. Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak yang ditempuh gelombang di bagi selang waktu untuk menempuh jarak tersebut.
Gelombang memiliki sifat-sifat, yaitu sebagai berikut. 1. Dapat dipantulkan 2. Dapat dibiaskan 3. Dapat berinterferensi 4. Dapat mengalami difraksi 5. Dapat terpolarisasi
Dalam percobaan ini akan dibahas interferensi gelombang pada tali yang diakibatkan oleh dua buah gelombang, yaitu gelombang yang datang dan gelombang pantul. Hasil interferensi gelombang pada tali yang simpul dan perut yang terlihat pada gambar :
Keterangan : A = perut B = simpul
Jarak antara 3 buah simpul Yang berurutan atau jarak antara dua buah perut yang berurutan sama dengan 1 panjang gelombang. Jika gelombang bergerak dengan kecepatan v, panjang gelombang λ dan frekuensi gelombang ƒ, maka rumus umum
gelombang :
v
= λ ƒ ·
Perut Gelombang.
Titik dalam gelombang dengan amplitudo maksimum di sebut perut gelombang. Untuk mengetahui terjadinya titik perut yang di hitung dari ujung pemantul dapat di gunakan persamaan sebagai berikut: x = (2n + 1) ¼ λ
Dimana : x = titik perut x = 0,1,2,3,.... λ = panjang gelombang.
Simpul gelombang.
Titik dalam gelombang dengan amplitudo minimum di sebut dengan simpul.Untuk mengetahui titik tempat terjadinya simpul dalam gelombang dapat di ketahui melalui persamaan berikut; x = n ½ λ
Dimana :
x = titik perut x = 0,1,2,3,.... λ = panjang gelombang
Pada percobaan Melde, besarnya cepat rambat gelombang : •
Berbanding lurus dengan akar tegangan tali
•
Berbanding lurus dengan akar panjang tali
•
Berbanding terbalik dengan akar massa tali
Dirumuskan : v = Dengan
F l
.
m
atau v =
F
µ
v = Cepat rambatnya gelombang (m/s) F = Tegangan tali (N) l = Panjang tali (m) m = Massa tali (kg) µ = m/l = massa tali tiap satuan panjang (kg/m)
B. Prosedur Kegiatan
1. Menyusun alat-alat yang telah tersedia seperti pada gambar di atas. 2. Meletakkan beban yang massanya 50 gram pada penggantung beban. 3. Menyalakan sumber tegangan da sumber getar. 4. Mengatur sumber getar mendekat atau menjauhi katrol agar pada tali terbentuk pola interferensi. 5. Mencatat panjang satu gelombang (λ) yang terjadi. 6. Mengulangi langkah 2 s/d 5 sebanyak 5 kali dengan massa yang berbeda-beda (50 gram, 60 gram, 70 gram, 80 gram, 90 gram dan 100 gram).
V.
Data Hasil Pengamatan
Tabel Pengamatan µ = 3,9 ∙ 10-4 kg/m
g = 10
m s
2
F = m.g No 1 2 3 4 5 6
M (kg) 0,05 0,06 0,07 0,08 0.09 0,1
F (N) 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
v (m) 35,806 39,223 42,366 45,291 48,038 50,637
λ (m) 0,65 0,73 0,77 0,82 0,87 0,91
f (Hz) 55,086 53,730 55,021 55,233 55,217 55,645
VI. Analisis Data dan Jawaban Tugas A. Analisis Data
1. Diketahui
:
F = 0,05 kg ∙ 10 m/s2 = 0,5 N λ = 0,65 m
µ = 3,9 x 10-4 kg Ditanya
:
Jawab
:
m
v dan f = .......?
v =
F
µ
0,5 N
v =
3,9 x 10
v = 35,806
f =
f =
-4
kg m
m s
v
λ 35,806 m
s
0,65 m f = 55,086 Hz
2. Diketahui
:
F = 0,06 kg ∙ 10 m/s2 = 0,6 N λ = 0,73 m
µ = 3,9 x 10-4 kg Ditanya
:
Jawab
:
m
v dan f = .......?
v =
F
µ
0,6 N
v =
3,9 x 10
v = 39,223
f =
f =
-4
m s
v
λ 39,223 m 0,73 m
f = 53,730 Hz
s
kg m
3. Diketahui
:
F = 0,07 kg ∙ 10 m/s2 = 0,7 N λ = 0,77 m
µ = 3,9 x 10-4 kg Ditanya
:
Jawab
:
m
v dan f = .......?
v =
F
µ
0,7 N
v =
3,9 x 10
v = 42,366
f =
f =
-4
kg m
m s
v
λ 42,366 m
s
0,77 m f = 55,021 Hz 4. Diketahui
:
F = 0,08 kg ∙ 10 m/s2 = 0,8 N λ = 0,82 m
µ = 3,9 x 10-4 kg Ditanya
:
Jawab
:
m
v dan f = .......?
v =
F
µ
0,8 N
v =
3,9 x 10
v = 45,291
f =
f =
-4
m s
v
λ 45,291 m 0,82 m
f = 55,233 Hz
s
kg m
5. Diketahui
:
F = 0,09 kg ∙ 10 m/s2 = 0,9 N λ = 0,87 m
µ = 3,9 x 10-4 kg Ditanya
:
Jawab
:
m
v dan f = .......?
v =
F
µ
0,9 N
v =
3,9 x 10
v = 48,038
f =
f =
-4
kg m
m s
v
λ 48,038 m
s
0,87 m f = 55,217 Hz
6. Diketahui
:
F = 0,1 kg ∙ 10 m/s2 = 1 N λ = 0,91 m
µ = 3,9 x 10-4 kg Ditanya
:
Jawab
:
m
v dan f = .......?
v =
F
µ
1 N
v =
3,9 x 10
v = 50,637
f =
f =
-4
m s
v
λ 50,637 m 0,91 m
f = 55,645 Hz
s
kg m
B. Tugas
Jawaban dari tugas praktikum ini ialah sebagai berikut. 1. Pengertian dari Interferensi gelombang dan gelombang stasioner ialah sebagai berikut.
Interferensi Gelombang
Interferensi adalah penggabungan secara superposisi dua buah gelombang atau lebih. Kedua gelombang terakhir tersebut menjalar pada arahnya masingmasing. Kemudian, di suatu titik tertentu terjadi tabrakan antar muka gelombang dari dua gelombang tersebut. Pada titik pertemuan kedua gelombang itulah terjadi terjadi interferensi gelombang. Dari interferensi kedua gelombang muncul adanya gelombang yang diperkuat sehingga disebut sebagai interferensi maksimum dan ada yang lemah yang disebut dengan interferensi minimum.
Gelombang Stasioner
Jika ujung kedua tali diikat pada tiang kemudian digetarkan, maka akan terjadi gelombang datang dan gelombang pantul. Jika superposisi antara gelombang datang dengan gelombang pantul menghasilkan simpangan sama dengan nol, maka dinamakan gelombang berdiri atau gelombang diam atau gelombang Stasioner. Jika persamaan gelombang datang : yi = A sin (
t– kx)
dan persamaan gelombang pantul : yr = A sin (
t- kx + π ) = - A sin (
t – kx)
Persamaan gelombang hasil super posisinya yaitu : y
= yi + yr = A sin ( = A[sin(
t – kx) – A sin(
t – k x) – sin (
t – kx)
t – k x)]
=0
2. Grafik hubungan antara cepat rambat gelombang v dengan panjang gelombang λ (terlampir). 3. Berdasarkan hasil percobaan, besar frekuensi gelombang: 1) Diketahui
:
v = 35,806
m s
λ = 0,65 m Ditanya
:
Jawab
: f =
f =
f = .......?
v
λ 35,806 m
s
0,65 m f = 55,086 Hz
2) Diketahui
:
v = 39,223
m s
λ = 0,73 m Ditanya
:
Jawab
: f =
f =
f = .......?
v
λ 39,223 m
s
0,73 m f = 53,730 Hz
3) Diketahui
:
v = 42,366
m s
λ = 0,77 m Ditanya
:
Jawab
: f =
f =
f = .......?
v
λ 42,366 m
s
0,77 m f = 55,021 Hz
4) Diketahui
:
v = 45,291 λ = 0,82 m
Ditanya
:
Jawab
: f =
f = .......?
v
λ
m s
f =
45,291 m
s
0,82 m f = 55,233 Hz
5) Diketahui
:
v = 48,038
m s
λ = 0,87 m Ditanya
:
Jawab
: f =
f =
f = .......?
v
λ 48,038 m
s
0,87 m f = 55,217 Hz
6) Diketahui
:
v = 50,637
m s
λ = 0,91 m Ditanya
:
Jawab
: f =
f =
f = .......?
v
λ 50,637 m
s
0,91 m
f = 55,645 Hz
4. Menurut kami, kaitan antara f pada percobaan dengan frekuensi listrik PLN yaitu frekuensinya sama – sama melintasi sebuah titik dengan jarak dan waktu yang teratur. Selain itu, dari hasil percobaan kami di atas terlihat bahwa frekuensi (f) yang didapat selalu berubah-ubah, sedangkan frekuensi listrik PLN biasanya selalu dalam keadaan tetap, hal ini mungkin disebabkan oleh hasil pengukuran panjang gelombang λ yang tidak tepat sehingga membuat perhitungan frekuensinya keliru.
VII. Diskusi, Kesimpulan dan Saran A. Diskusi
Menurut kami, praktikum percobaan Melde kemarin berjalan lancar dan tanpa hambatan walaupun kami masih agak kebingungan dalam menggunakan alat-alat tersebut karena alat-alat tersebut masih asing dan baru bagi kami. Hal tersebut jugatidak terlepas karena mengenai penggunaan alat tersebut sebelumnya telah dijelaskan dengan baik oleh asisten laboratorium. B. Kesimpulan
Berdasarkan percobaan di atas, dapat kami simpulkan bahwa : 1. Dengan dilakukannya percobaan, mahasiswa telah dapat menunjukkan bahwa pada dawai/tali terdapat interferensi gelombang ketka dawai/tali tersebut diberikan sumber tegangan maupun sumber getar. Selain itu, kami juga dapat membuktikan bahwa pada dawai/tali tersebut terdapat gelombang stasioner (diam), yang mana gelombang tersebut terjadi karena perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul yang frekuensinya dan panjang gelombangnya sama. Hal tersebut menyebabkan interferensi antara gelombang datang dengan gelombang pantul dengan simpangan yang sama. Hasil dari interferensi ini disebut gelombang stasioner. 2. Dengan dilakukannya
percobaan,
dapat
diketahui
bahwa
cepat
rambat
gelombang, panjang gelombang maupun frekuensi pada dawai/tali dapat dicari ataupun ditentukan nilainya. Pada percobaan di atas, nilai yang dapat ditentukan hanyalah nilai F dan panjang gelombangnya (λ), sedangkan untuk mencari nilai cepat rambat gelombang (v) dan frekuensinya (f) dapat kita cari dengan mengunakan persamaan-persamaan di bawah ini :
v=
F l
F
m
µ
. atau v =
dan
v
= λ ∙ ƒ
C. Saran
Menurut kami, kakak/asisten laboratorium sudah baik dalam memberikan penjelasan mengenai alat dan bahan praktikum maupun mengenai prosedur praktikum yang akan kami lakukan. Untuk alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum, menurut kami tidak ada yang bermasalah dan masih dapat digunakan pada saat praktikum.
VIII. Daftar Pustaka
Tim Pengajar Fisika dasar. 2009. Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Palangka Raya: Laboratorium Dasar dan Analitik. Fashlihu, Zain, S.Pd. 2005. Star Idola SMA Fisika XI – Genap/KBK . Solo: PT. Putra Kertonatan. Istiyono, Edi, Drs, M.Si. 2005. FISIKA UNTUK KELAS XI Jilid 2a SMA . Klaten: PT. Intan Pariwara.
