Resonansi pada Kolom Udara Resonansi- Kamu pernah mendengar kata “resonansi”? Resonansi sangat penting dalam dunia musik.Dawai tidak dapat menghasilkan nada yang nyaring tanpa adanya kotak resonansi. Coba kamu perhatikan alat musik gitar, pada gitar terdapat kotak atau ruang udara tempat udara ikut bergetar apabila senar gitar dipetik. Udara dalam kotak udara ini bergetar dengan frekuensi yang sama dengan yang dihasilkan oleh senar gitar. Udara yang mengisi tabung gamelan juga ikut bergetar jika lempengan logam pada gamelan tersebut dipukul. Tanpa adanya tabung kolom udara di bawah lempengan logamnya, Anda tidak dapat mendengar nyarignya bunyi gamelan tersebut. Jadi, resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar dan memiliki frekuensi yang sama atau kelipatan bilangan bulat dari frekuensi sumber itu. Jika sebuah garputala dipukul maka garputala tersebut akan ikut bergetar. Frekuensi bunyi yang dihasilkannya bergantung pada bentuk, besar, dan bahan garputala 1. Resonansi pada Kolom Udara Coba Anda perhatikan gambar berikut ini.
Gambar 1 67 Resonansi pada kolom
Gambar di atas menunjukkan apabila pada kolom udara yang terletak di atas permukaan air digetarkan sebuah garputala, molekul-molekul udara dalam kolom udara tersebut akan ikut bergetar. Syarat terjadinya resonansi, antara lain sebagai berikut. a. Pada permukaan air harus terbentuk simpul gelombang. b. Pada ujung tabung bagian atas merupakan perut gelombang. Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran udara pada pipa organa tertutup. Jadi, resonansi pertama akan terjadi jika panjang kolom udara di atas air ¼ λ, resonansi kedua ¾ λ, resonansi ketiga 5/4 λ, dan seterusnya. kedua , resonansi ketiga , dan seterusnya. Kolom udara pada percobaan penentuan resonansi di atas berfungsi sebagai tabung
resonator. Peristiwa resonansi ini dapat dipakai untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di udara. Agar dapat terjadi resonansi, panjang kolom udaranya l = (2n – 1) ¼ λ dengan n = 1, 2, 3, …. Dari uraian di atas dapat ditentukan bahwa resonansi berurutan dapat Anda dengar, apabila satu resonansi dengan resonansi berikutnya memiliki jarak Δl = ½ λ. Jika frekuensi garputala diketahui, cepat rambat gelombang bunyi di udara dapat diperoleh melalui hubungan Dari uraian di atas dapat ditentukan bahwa resonansi berurutan dapat Anda dengar, apabila satu resonansi dengan resonansi berikutnya memiliki jarak Δl = ½ λ. Jika frekuensi garputala diketahui, cepat rambat gelombang bunyi di udara dapat diperoleh melalui hubung an v = λ.f 2 . Eksperimen Kundt Eksperimen Kundt dapat digunakan untuk menentukan cepat rambat gelombang dalam tabung gas pada suhu tertentu.Peristiwa ini dapat terjadi berdasarkan prinsip resonansi. Langkah-langkah eksperimen Kundt adalah sebagai berikut. 1. Batang getar A dijepit di tengah-tengahnya, yaitu B. Kemudian, batang getar A digetarkan sehingga kolom udara dalam tabung yang berisi serbuk gabus ikut bergetar. Hal ini akan menunjukkan peristiwa resonansi, yaitu jika terlihat pengelompokkan serbuk gabus seperti pada gambar. 2. Hal di atas dapat pula diperoleh dengan menggeser pengisap D maju atau mundur agar dalam tabung yang terbuat dari kaca it timbul gejala
gelombang longitudinal stasioner yang kuat dan terlihat dengan pengelompokkan serbuk gabus. Titik yang tidak bergetar adalah simpul. 3. Pada bagian simpul gelombang,serbuk gabus akan diam, sedangkan pada bagian perut gelombang akan terdapat amplitudo maksimum gelombang (bergetar kuat). 4. Dengan mengukur jarak antara dua simpul yang berurutan dapat ditentukan panjang gelombang dari gelombang yang terbentuk. Jarak simpul ke simpul adalah v = λ.f
5. Frekuensi getaran yang dihasilkan sama dengan frekuensi getaran batang A yang nilainya telah diketahui. 6. Oleh karena itu, cepat rambat gelombang dalam gas tersebut dapat ditentukan dengan persamaan v = λ.f
resonansi adalah ikut bergetarnya benda lain karena memiliki frekuensi yg sama.... manfaatnya dalam telekomunikasi adalah pada antena....dimana gelombang elektromagnet dengan frekuensi tertentu mengalami resonansikan pada rangkaian penala antena,,sehingga sinyal informasi dan carriernya dapat diterima....
Syarat terjadinya reronansi, yaitu: (a) pada permukaan air harus terbentuk simpul gelombang; (b) pada ujung tabung bagian atas merupakan perut gelombang. Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran udara pada pipa organa tertutup. Jadi, resonansi petama akan terjadi jika panjang kolom udara di atas air ¼ λ, resonansi ke dua ¾ λ, resonansi ke tiga 5/4 λ, dan seterusnya. Kolom udara pada percobaan penentuan resonansi di atas berfungsi sebagai tabung resonator. Peristiwa resonansi ini dapat dipakai untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di udara. Agar dapat terjadi resonansi, panjang kolom udaranya adalah l = (2n- 1)¼λ dengan n = 1, 2, 3, . . . Berdasarkan penjelasan tersebut, dapat ditentukan bahwa resonansi bertuturutan dapat Anda dengar apabila suatu resonansi dengan resonansi berikutnya memiliki jarak Δl = ½ λ. Jika frekuensi garputala diketahui, cepat rambat gelombang bunyi di udara dapat diperoleh melalui hubungan: v= λf ....................................................(3.7) Peristiwa resonansi juga dapat menimbulkan masalah dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, gelas piala bertangkai bisa pecah bila diletakkan didekat penyanyi yang sedang menyanyi. Hal ini terjadi karena gelas memiliki frekuensi alami yang sama dengan suara penyanyi sehingga gelas mengalami resonansi dan mengakibatkan pecahnya gelas tersebut. Peristiwa resonansi juga dapat menyebabkan runtuhnya jembatan gantung jika frekuensi hentakan kaki serentak orang yang
berbaris di atas jembatan gantung sama dengan frekuensi alami jembatan sehingga jembatan akan berayun hebat dan dapat menyebabkan runtuhnya jembatan
Berapakah cepat rambat bunyi di udara berdasarkan literatur Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara Rumus mencari cepat rambat bunyi adalah v=s:t Dengan s panjang Gelombang bunyi dan t waktu rambat bunyi materi referensi: WIKIPEDIA
GETARAN Adalah getaran bolak balik sebuah benda terhadap suatu titik keseimbangan dalam selang waktu yg periodic Macam-macam getaran
A. G .mekanis = benda yg bergetar mengalami perubahan posisi linear/pun sudut B. G .non mekanis = getaran yg melibatkan perubahan besaran fisika seperti tegangan medan listrik dan medan magnet Dua Besaran penting dalam getaran A.Periode = waktu yg diperlukan benda untuk melakukan satu putaran penuh Rumus T=1/f T(Hz) B.Frekuensi= banyaknya getaran yg dilakukan benda dalam waktu satu sekon f=1/T f(s) simpangan kecepatan dan percepatan getaran a.simpangan getaran adalah jarak antara kedudukan benda yg bergetar pada suatu saat sampai kedudukan setimbang Simpangan terbesar dinamakan amplitude
GELOMBANG Gelombang adalah getaran yg merambat di dalam suatu medium Macam gelombang A.Berdasarkan arah getaran a.transversal: gelombang yg arah getaranya tegak lurus thd arah rambatan b.longitudinal: gelombang yg arah getaranya sejajar dg arah rambatan B.Berdasarkan medium rambatannya a.berjalan: gelombang yg amplitudonya tetap b.stasioner: gelombang yg amplitudonya berubah ubah Panjang gelombang =jarak yg ditempuh oleh gelombang selama 1 periode dg satuan meter Cepat rambat =jarak yg ditempuh selama 1 satuan waktu . Bunyi Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara. Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel.
Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik. Kenyaringan dan desibel Bunyi kereta lebih nyaring daripada bunyi bisikan, sebab bunyi kereta menghasilkan getaran lebih besar di udara. Kenyaringan bunyi juga bergantung pada jarak kita ke sumber bunyi. Kenyaringan diukur dalam satuan desibel (dB). Bunyi pesawat jet yang lepas landas mencapai sekitar 120 dB. Sedang bunyi desiran daun sekitar 33 dB. Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel. Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik. Gema Gema terjadi jika bunyi dipantulkan oleh suatu permukaan, seperti tebing pegunungan, dan kembali kepada kita segera setelah bunyi asli dikeluarkan. Kejernihan ucapan dan musik dalam ruangan atau gedung
konser tergantung pada cara bunyi bergaung di dalamnya. Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara jadi, gema adalah gelombang pantul/ Gelombang bunyi Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang bergetar maju-mundur. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia,Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Kecepatan bunyi Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara Rumus mencari cepat rambat bunyi adalah v=s:t Dengan s panjang Gelombang bunyi dan t waktu Resonansi Suatu benda, misalnya gelas, mengeluarkan nada musik jika diketuk sebab ia memiliki frekuensi getaran alami sendiri. Jika kita menyanyikan nada musik berfrekuensi sama dengan suatu benda, benda itu akan
bergetar. Peristiwa ini dinamakan resonansi. Bunyi yang sangat keras dapat mengakibatkan gelas beresonansi begitu kuatnya sehingga pecah.
Apa yang dimaksud dengan simpul (node) dan perut (antinode) gelombang yang terjadi pada kolom udara? Jawaban Terbaik - Dipilih oleh Suara Terbanyak simpul adalah kondisi sedemikian rupa sehingga tidak terjadi getaran pada lokasi titik tersebut. perut adalah lokasi dimana terjadi simpangan maksimum yang dinyatakan berupa terjadinya bunyi yang paling keras.
\
MENENTUKAN KOEFISIEN MUAI PANJANG DARI SUATU LOGAM I. TUJUAN PERCOBAAN Menentukan koefisien muai panjang dari suatu logam II. DASAR TEORI Padaumumnya ukuran suatu benda akan berubah apabila suhunya berubah. Pada benda-benda berbentuk batang, perubahan ukuran panjang akibat perubahan suhu adalah sangatlah nyata, sedangkan penambahan ukuran luas penampang dapat diabaikan karenena kecilnya. Perubahan panjang akibat perubahan suhu dapat dirumuskan sebagai berikut : ΔL = ɣ . Lo. ΔT ɣ
= ΔT/ Lo . 1/ ΔT
(Saras dan Zamasky,1981) Koefisien muai panajang suatu benda adalah perbandingan antara pertambahan panjang terhadap panjang awal benda persatuan kenaikan suhu . Jika suatu benda padat dipanaskan maka benda tersebut akan memuai kesegala arah,denagn kata lain ukuran panjang bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor.alat untuk membandingkan muai panjang dari berbagai logam adalah maschen brock.ketika tiga batang logam yang berbeda jenis (tembaga,almunium,besi) dan sama panjang walaupun panjang dari ketiga logam sama dengan mengalami kenaikan suhu yang sama.tetapi pertambahan panjangnya berbeda. (http://aryanto.blog.uns.ac.id/2009/09/12/pemuaian-panjang/ ) Peristiwa yang mengikuti penambahan temperatur pada bahan adalah perubahan ukuran dan keadaanya.keadaan temperatur akan mengakibatkan terjadinya penambahan jarak rata-rata atom bahan. Hal ini mengakibatkan terjadinya pemuaian (ekspensi) pada seluruh padatan tersebut. Perubahan pada dimensi linier disebut sebagai muai linier, jika penambahan temperatur ΔT adalah penambahan panjang ΔT, untuk
penambahan temperatur yang kecil, maka pertambahan panjang pada tempertur (lt) akan sebanding dengan perubahan temperatur dengan panjang muai. (Lo). (haliday resniek,1978) III.
ALAT DAN BAHAN
ALAT
BAHAN
-
Alat muai logam
-
Besi
-
Tuas skala
-
Tembaga
-
Selubung pemanas batang
-
Almunium
-
Kompor
-
Termometer
-
Bejana uap
-
Tiga batang logam
-
Pendingin
Apabila perbandingan L2/L1 adalah M, maka perubahan panjang logam uji akan menggeser ujung bawah tuas sekala, karena pertambahan kecil maka diamati perubahan posisi tuas sekala pada penggaris, apabila perubahan sejauh N cm maka pertambahan panjang batang uji adalah N/M cm. IV.
CARA KERJA
Memasukkan batang logam kedalam selubung pemanas Memanaskan tuas sekala pada ujung logam dengan posisi seperti gambar, catat posisi ujung atas tuas sekala pada penggaris. Menghubungkan tabung pemanas dengan bejana uap Setelah air mendidih Mengalirkan uap ketabung pemanas
Mengamati suhu termometer pada selubung pemanas dan perubahan posisi tuas sekalapada penggaris Pada saat termometer 1 konstan mencatat suhu termometer Pada saat termometer 2 konstan mencatat mencatat suhu termometer Pada saat termometer 3 konstan mencatat mencatat suhu termometer Pada saat termometer 4 konstan mencatat mencatat suhu termometer Mendinginkan selubung dengan mengalirkan air Ulangi percobaan dengan jenis yang berbeda, tiap logam 2x percobaan Mengukur perbandingan tuas V.
DAFTAR PERCOBAAN
Tabel jenis logam Almunium Mula-mula suhu
: T1=270C, T2=270C, T3=270C, T4=270C,
Posisi tuas sekala : 2 cm No
Suhu T10C Suhu T20C Suhu T30C Suhu T40C Posisi tuas awal Posisi tuas akhir
1
98
98
98
98
2 cm 4,2 cm
2
98
98
98
98
2 cm 4 cm
Tabel jenis logam Tembaga Mula-mula suhu
: T1=270C, T2=270C, T3=270C, T4=270C,
Posisi tuas sekala : 2 cm No
Suhu T10C Suhu T20C Suhu T30C Suhu T40C Posisi tuas awal Posisi tuas akhir
1
98
98
98
98
2cm 3 cm
2
98
98
98
98
2cm 2,8 cm
Tabel jenis logam Besi Mula-mula suhu
: T1=270C, T2=270C, T3=270C, T4=270C,
Posisi tuas sekala : 2 cm No
Suhu T1 Suhu T2 Posisi tuas akhir
Suhu T3
Suhu T4
1
98
98
98
98
2cm 3,6 cm
2
98
98
98
98
2cm 2,8 cm
Panjang mula-mula: -
Almunium : 200 cm
-
Tembaga : 200 cm
-
Besi
VI.
: 200 cm
PERHITUNGAN
Menentuka koefisien muai panjang α = = Perbandingan =
= 10.9
A. LOGAM ALMUNIUM -
Panjang mula almunium (Lt) = 200 cm
-
Suhu mula-mula (t) = 0C = 27oC
-
Suhu akhir (t’) = oC = 98 OC
-
Pertambahan panjang = = 0.20 cm
-
Lt’ =(200 + 0.20) = 200.20 cm
Jadi α =
= = = 1.41×10-5/OC
B. LOGAM TEMBAGA -
Panjang mula almunium (Lt) = 200 cm
Posisi tuas awal
-
Suhu mula-mula (t) = 0C = 27oC
-
Suhu akhir (t’) = oC = 98 OC
-
Pertambahan panjang = = 0.08 cm
-
Lt’ = (200 + 0.08) = 200.08 cm
Jadi α =
= = = 5.63×10-6/OC
C. LOGAM BESI -
Panjang mula almunium (Lt) = 200 cm
-
Suhu mula-mula (t) = 0C = 27oC
-
Suhu akhir (t’) = oC = 98 OC
-
Pertambahan panjang = = 0.11 cm
-
Lt’ = (200 + 0.11) = 200.11 cm
Jadi α =
= = = 7.75×10-6/OC
VII. PEMBAHSAN Setiap zat padat yang dipanaskan akan memuai dan pemuaian yang terjadi pada zat padat adalah pemuaian panjang, meskipun pada pemuaian pada zat padat ada nilai lebar dan tebal itu pun sangat kecil sehingga lebar dan dan tebal dianggap tidak ada. Pemuaian panjang utamanya pada zat padat, yang terjadi bukan pemuain volume, melainkan pemuaian panjang. Contoh benda yang hanya mengalami pemuaian panjang saja adalah kawat kecil yang panjang sekali. Pemuaian panjang suatu benda dipengaruhi oleh beberpa faktor yaitu panjang awal benda, koefisien muai panjang dan besar perubahan suhu. Koefisien muai panjang suatu benda sendiri di pengaruhi oleh jenis benda atau jenis bahan. Pada pada praktikum kali ini membahas tentang pemuaian panjang pada almunium, besi, dan tembaga. Pada percobaan tembaga panjang awal tembaga adalah 200 cm, kemudian setelah dialiri uap panas terjadi penambahan panjang 0.08 cm
sehingga panjang muainya berubah menjadi 200.08 cm, dengan pertambahan panjang logam lamunium dapat menentukan muainya sebesar 5.63×10-6/OC. Selanjutnya pada percobaan besi diperoleh pertambahan panjang sebesar 0.11 cm yang awalnya logam besi memiliki panjang 200 cm, karena dialiri uap panas logam besi memuai dan panjangnya bertambah menjadi 200.11 cm dan koefisienya menjadi 7.75×10-6/OC Dan pada percobaan almunium, diketahui panjang awal almunium sebelum memuai yaitu 200 cm setalah dialiri uap panas panjangnya bertambah sebesar 0.20 sehingga panjang muainya mejadi 200.20 cm dan diperoleh muai sebesar 7.75×10-6/OC VIII. KESIMPULAN -
Bertambahnya ukuran panjang suatu benda karena menerima kalor
-
logam dapat memuai karena adanya peubahan suhu yang tinggi
Dari percobaan yang telah dilakukan diketahui bahwa antara logam besi, almunium dan tembaga yang mempunyai pertambahan panjang yang lebih besar adalah almunium, itu dikarnakan almunium memiliki titik lebur yang rendah dibanding dengan logam besi dan tembaga -
setelah melakukan percobaan yang telah dilakukan diperoleh
* pada percobaan besi dioperoleh pertambahan panjang sebesar 0.11 cm dan koefisien muai besi 7.75×10-6/OC * pada percobaan tembaga diperoleh pertambahan panjang sebesar 0.08 cm dan koefisien muai sebesar 5.63×10-6/OC * Sedangkan percobaan pada pada almunium diperoleh pertambahn panjang 0.20 cm dan muai 1.41×10-5/OC
