BAB 3 METODE PENELITIAN
3.2 Tahapan Penelitian
3.2.2 Prosedur Dan Pengambilan Data
1. Alat yang digunakan dalam penelitian dirangkai dalam satu rangkaian yang terdiri dari tabung suntik, sensor tekanan, sensor bunyi, labpro, statip dan komputer. Rangkaian alat yang digunakan pada penelitian seperti pada gambar 3.7 berikut
Gambar 3.7. Rangkaian alat
22
Keterangan:
A: Komputer D: Tabung Suntik
B: Labpro E: Sensor Bunyi
C: Sensor Tekanan F: Statip
Sensor tekanan dipasang pada ujung tabung suntik. Sensor tekanan dan sensor bunyi masingβmasing dihubungkan dengan labpro. Labpro dihubungkan dengan komputer. Sensor tekanan gas ditancapkan secara hermatis ke ujung tabung suntik, sedangkan sensor bunyi ditempatkan pada statip. Hermatis artinya tidak ada udara yang masuk (kedap udara).
2. Pada komputer dibuka aplikasi software logger pro, kemudian mengklik menu open β Physics with Vernier β 34 Tones Vowels Telephone sehingga akan muncul tampilan seperti pada gambar 3.8.
Gambar 3.8. Tampilan aplikasi software logger pro
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Tampilan aplikasi logger pro pada gambar 3.8 menunjukkan komputer telah terhubung dengan sensor tekanan dan sensor bunyi.
Dalam gambar 3.8 terdapat dua grafik yaitu grafik hubungan tekanan offset terhadap waktu dan grafik FFT yaitu grafik hubungan amplitudo terhadap frekuensi.
3. Pada Software logger pro, waktu pengambilan data yang digunakan dan jumlah sampel diatur dengan mengklik icon data collection sehingga muncul tampilan seperti pada gambar 3.9.
Gambar 3.9. Tampilan kolom untuk mengatur waktu pengambilan data dan jumlah sampel
4. Bagian tabung suntik yang digunakan adalah bagian plunger dan tabung suntikan. Plunger sebagai penggetar dan tabung suntikan sebagai kolom udara. Diukur panjang tabung kolom udara (π0) dan diameter dalam tabung suntikan (π) dengan menggunakan jangka sorong.
24
Gambar 3.10. Pengukuran panjang tabung kolom udara dengan menggunakan jangka sorong
Gambar 3.11. Pengukuran diameter dalam tabung kolom udara dengan menggunakan jangka sorong
Ada beberapa tabung suntik yang digunakan dalam penelitian ini untuk variasi panjang dan diameter dalam tabung suntik. Setiap tabung suntik diukur panjang kolom udara (π0) dan diameter dalam tabung (π). Panjang kolom udara sama dengan panjang tabung suntik.
Dari beberapa buah tabung suntik dengan diameter sama yang telah PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
disediakan, panjang tabung suntik sebagai panjang kolom udara divariasi dengan dengan memperpendek panjang tabung suntik dengan cara dipotong menggunakan gunting. Disediakan pula beberapa tabung suntik dengan diameter yang berbedaβbeda, kemudian panjang kolom udara beberapa tabung suntik ini dipotong dengan ukuran yang sama. Hasil pengukuran panjang kolom udara (π0) dan diameter dalam tabung (π) dicatat dalam tabel hasil pengukuran masingβmasing variabel.
5. Dicatat suhu udara ruangan saat pengambilan data penelitian berlangsung.
6. Nilai panjang tabung kolom udara (π0) dan diameter dalam tabung (π) yang telah diperoleh dalam pengukuran digunakan untuk menghitung nilai panjang gelombang (π) untuk masingβmasing panjang kolom udara dan diameter dalam tabung suntik. Nilai panjang gelombang (π) diperoleh dengan perhitungan menggunakan persamaan (2.12). Nilai panjang gelombang bunyi dicari menggunakan dua cara. Pertama;
mencari nilai panjang gelombang bunyi dengan panjang kolom udara divariasi (variabel bebas) sedangkan diameter dalam tabung dibuat tetap (variabel kontrol). Kedua; mencari nilai panjang gelombang bunyi dengan diameter dalam tabung divariasi (variabel bebas) sedangkan panjang kolom udara dibuat tetap (variabel kontrol). Nilai panjang gelombang bunyi dengan panjang kolom udara divariasi (variabel bebas) sedangkan diameter dalam tabung dibuat tetap (variabel kontrol) yang diperoleh dimasukkan dalam tabel berikut.
26
Tabel Hubungan panjang gelombang bunyi (π) terhadap panjang kolom udara (ππ)
π = ... m
Suhu udara (T) = ... β
Nilai panjang gelombang bunyi dengan diameter dalam tabung divariasi (variabel bebas) sedangkan panjang kolom udara dibuat tetap (variabel kontrol) yang diperoleh dimasukkan dalam tabel seperti berikut.
Tabel Hubungan panjang gelombang bunyi (π) terhadap diameter dalam tabung (π )
π0 = ... m Suhu udara (T) = ... β
a. Sensor Tekanan
1. Plunger pada tabung suntik digerakkan keluar sepenuhnya secara cepat dan sekuat mungkin dari tabung suntikan setelah mengklik icon collect. Gerakan keluar plunger sepenuhnya secara cepat dan sekuat mungkin dari tabung suntikan menghasilkan adanya perubahan tekanan gas setiap waktu tertentu di dalam tabung kolom udara dan bunyi dengungan. Perubahan tekanan gas terjadi karena udara di dalam kolom udara mendapat tekanan yang No. Panjang kolom udara
(m)
Panjang gelombang bunyi (m)
1.
2.
dst.
No. Diameter dalam tabung (m)
Panjang gelombang bunyi (m)
1.
2.
dst.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
bervariasi dari plunger yang digerakan keluar sepenuhnya secara cepat dan sekuat mungkin dari tabung suntikan. Perubahan tekanan terjadi secara periodik terhadap waktu. Sensor tekanan akan mendeteksi dan merekam tekanan gas yang berubahβubah setiap waktu tertentu dalam tabung kolom udara. Langkah ini dilakukan berulang kali untuk satu panjang kolom udara dan diameter dalam tabung suntik yang digunakan. Langkah ini juga dilakukan berulang kali untuk masingβmasing panjang kolom udara dan diameter dalam tabung suntik yang digunakan.
2. Labpro mentransfer data pengukuran dari sensor tekanan dan sensor bunyi sehingga dapat muncul dalam aplikasi logger pro yang ada di komputer. Data pengukuran dari sensor tekanan diperoleh dalam bentuk grafik hubungan tekanan offset terhadap waktu. Grafik data pengukuran dari sensor tekanan untuk setiap panjang kolom udara (π0) dan diameter dalam tabung suntik dianalisis untuk menghitung frekuensi dasar atau frekuensi alamiah (π). Untuk grafik hubungan tekanan offset terhadap waktu, nilai frekuensi dasar (π) ditentukan dari interval waktu antara puncak pertama ke puncak ke n yang mewakili osilasi periodik karena adanya variasi tekanan.
3. Nilai frekuensi dasar (π) dan panjang gelombang (π) yang telah diperoleh untuk setiap panjang kolom udara (π0) dan diameter dalam tabung suntik dimasukkan pada tabel hubungan frekuensi dasar terhadap panjang gelombang bunyi.
Tabel Hubungan frekuensi dasar terhadap panjang gelombang bunyi.
Suhu udara (T) = ... β
No. π (m) 1
β (mπ -1) π (Hz) 1.
Dst.
28
4. Tabel hubungan frekuensi dasar terhadap panjang gelombang bunyi kemudian dibuat ke dalam bentuk grafik hubungan π (Hz) terhadap 1β (mπ -1) untuk mencari nilai kecepatan bunyi di udara (π£) pada suhu kamar menggunakan aplikasi logger pro seperti berikut.
Gambar 3.12 Contoh grafik hubungan π (Hz) terhadap 1 πβ (m-1)
Kemudian fit dengan persamaan garis f = mx. m merupakan gradien garis dan x menunjukkan variabel yang berada di sumbu x.
π£ = ππ π = π£
π π = π£ 1
π Karena 1
π adalah variabel di sumbu x, maka nilai kecepatan bunyi di udara pada suhu kamar π£ sama dengan nilai gradien m (π£ = π).
5. Dengan data suhu udara T yang dicatat selama proses pengambilan data penelitian, dihitung pula nilai kecepatan bunyi di udara π£ pada suhu T menggunakan persamaan (2.8). Nilai kecepatan bunyi di udara π£ pada suhu T yang diperoleh ini dibandingkan dengan nilai kecepatan bunyi di udara π£ yang diperoleh menggunakan sensor PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
tekanan. Hal ini digunakan untuk menghitung dan mengetahui seberapa besar perbandingannya melalui presentase kesalahan dalam penelitian yang dilakukan dengan menggunakan persamaan :
πΎππ πππβππ =π»ππππ πππππ‘πβπ»ππππ π πβπππ’π ππ¦π
π»ππππ π πβπππ’π ππ¦π Γ 100% (3.1)
dimana harga rerata disini adalah nilai kecepatan bunyi di udara π£ yang diperoleh dari grafik dan harga seharusnya adalah nilai kecepatan bunyi di udara π£ pada suhu T menggunakan persamaan (2.8).
6. Nilai kecepatan bunyi di udara π£ pada suhu kamar beserta persentase kesalahan yang diperoleh menggunakan sensor tekanan juga dibandingkan dengan nilai kecepatan bunyi di udara π£ pada suhu kamar beserta persentase kesalahan yang diperoleh menggunakan sensor bunyi untuk mengetahui data hasil pengukuran mana yang lebih baik dan akurat dalam pengukuran kecepatan bunyi di udara pada suhu kamar ini.
b. Sensor Bunyi
1. Plunger pada tabung suntik digerakkan keluar sepenuhnya secara cepat dan sekuat mungkin dari tabung suntikan setelah mengklik icon collect. Gerakan keluar plunger sepenuhnya secara cepat dan sekuat mungkin dari tabung suntikan menghasilkan adanya perubahan tekanan gas setiap waktu tertentu di dalam tabung kolom udara dan bunyi dengungan. Bunyi dengungan yang terdengar ketika plunger digerakkan keluar sepenuhnya dari tabung suntikan terjadi karena adanya peristiwa resonansi dalam tabung kolom udara tersebut. Peristiwa resonansi yang terjadi ini mengikuti keadaan dimana frekuensi ditentukan oleh benda yang ikur bergetar yaitu frekuensi kolom udara. Frekuensi dari penggetar yaitu frekuensi plunger diatur agar sama dengan frekuensi kolom
30
udara yang bergetar. Panjang kolom udara telah ditentukan berapa panjangnya sehingga diatur frekuensi plunger untuk dapat berdengung paling keras. Sensor bunyi mendeteksi dan merekam bunyi dengungan yang terdengar ketika plunger digerakkan keluar sepenuhnya secepat dan sekuat mungkin dari tabung suntikan.
Langkah ini dilakukan berulang kali untuk satu panjang kolom udara dan diameter dalam tabung suntik yang digunakan. Langkah ini juga dilakukan berulang kali untuk masingβmasing panjang kolom udara dan diameter dalam tabung suntik yang digunakan.
2. Labpro mentransfer data pengukuran dari sensor tekanan dan sensor bunyi sehingga dapat muncul dalam aplikasi logger pro yang ada di komputer. Data pengukuran dari sensor bunyi diperoleh dalam bentuk grafik FFT (grafik hubungan amplitudo terhadap frekuensi). Grafik data pengukuran dari sensor bunyi untuk setiap panjang kolom udara (π0) dan diameter dalam tabung suntik juga dianalisis untuk menghitung frekuensi dasar atau frekuensi alamiah (π). Untuk grafik FFT (grafik hubungan amplitudo terhadap frekuensi), nilai frekuensi dasar (π) yang diperoleh adalah nilai frekuensi pada amplitudo tertinggi yang telah tercantum pada grafik FFT.
3. Nilai frekuensi dasar (π) dari sensor bunyi dan panjang gelombang (π) yang telah diperoleh untuk setiap panjang kolom udara (π0) dan diameter dalam tabung suntik juga dimasukkan pada tabel hubungan frekuensi dasar terhadap panjang gelombang bunyi seperti pada prosedur percobaan sensor tekanan.
4. Langkah 4 sampai langkah 6 pada prosedur percobaan yang menggunakan sensor tekanan juga dilakukan pada sensor bunyi.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI