LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA TERAPAN 1. 1. TUJUAN PRAKTIKUM
Mahasiswa dapat mengukur besarnya cepat rambat bunyi di udara dengan benar apabila diberikan tabung resonansi terbuka.
1. 2. PENDAHULUAN
Jumlah getaran tiap detik disebut dengan frekuensi (satuannya Hertz). Bunyi adalah segala sesuatu yang dapat didengar oleh manusia. Manusia hanya dapat mendengar gelombang yang frekuensinya antara 20 Hertz sampai dengan 20 ribu Hertz. Dengan demikian dinamakan gelombang bunyi (audio). Bunyi dapat merambat dari sumbernya ke telinga manusia melalui udara.
Generator gelombang sinus mengendalikan speaker terbuka untuk menciptakan gelombang suara di tabung resonansi. Frekuensi pengendali divariasikan untuk mempelajari hubungan keduanya dengan panjang gelombang dan kecepatan gelombang suara. Konsep dari node, anti node, dan harmonik diselidiki untuk tabung dengan satu sisi terbuka dan sisi lain tertutup dan tabung terbuka.
1. 3. TEORI
Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya benda kedua karena bergetarnya benda pertama. Perhatikanlah gambar 1. Loudspeaker bergetar (menimbulkan bunyi) lalu menggetarkan membran karena bunyi dapat merambat melalui udara. Membran yang bergetar itu, juga menghasilkan bunyi ( selain bunyi dari loudspeaker ). Bunyi ( gabungan ) yang paling nyaring, terjadi saat simpul tepat berada pada membran. Peristiwa ini disebut resonansi pada kolom udara. Resonansi dapat terjadi lebih dari satu kali tergantung pada panjang tabung dan frekuensi gelombang sumber ( loudspeaker ). Jarak antara 2 simpul ( node ) yang berdekatan adalah ½ λ ( lihat gambar 1 ). Diantara 2 simpul terdapat perut ( anti-node ).
Tabung resonansi dengan satu sisi terbuka dan satu sisi lain tertutup akan selalu memiliki node pada sisi tertutup dan anti node pada sisi terbuka. Node merepresentasikan area dimana kecepatan udara adalah minimum (nol), dan anti node merepresentasikan area dimana kecepatan udara adalah maksimum.
Dengan memperbesar panjang dari bagian aktif tabung, suara akan menjadi nyaring pada setiap node berurutan dan senyap pada anti node.
Hubungan antara cepat rambat gelombang, panjang gelombang dan frekuensi adalah v = λ ۰ f……… (1)
v = cepat rambat bunyi di udara ( m/s ) λ = panjang gelombang ( m )
f = Frekuensi ( Hz )
Secara aktual, cepat rambat bunyi di udara dipengaruhi oleh suhu ( temperatur ) udara, sehingga
v = 331 m/s + 0,6 T (°C)………. (2) Dimana T temperatur udara dalam derajat celcius. Ukur temperatur udara dan hitung kecepatan suara sebenarnya. Bandingkan nilai terukur dan nilai sebenarnya dari kecepatan suara. Hitung presentasi deviasinya.
1. Catatlah suhu ruangan pada tabel 2.
2. Pastikanlah adaptor dalam keadaan terputus dari jala-jala PLN saat akan dihubungkan dengan sine wave generator.
3. Pastikanlah sine wave generator dalam keadaan mati (off) saat akan dihubungkan dengan adaptor.
4. Pastikanlah knob amplitudo (pada sine wave generator) menunjukkan nilai terkecil. 5. Pastikanlah meteran yang melekat pada tabung putih adalah tampak.
6. Letakkan tabung putih di tabung biru secara sempurna (sejajar ujung-ujungnya). Dekatkanlah membran yang ada pada tabung putih dengan loudspeaker.
7. Hubungkanlah loudspeaker dan sine wave generator dengan menggunakan banana patch cord. Soket (pada masing-masing alat) tidak memiliki polaritas.
8. Letakkanlah loudspeaker dengan sudut 45° terhadap economy resonance tube (lihat gambar 2).
9. Hidupkanlah (on) sine wave generator. Kemudian aturlah agar menghasilkan
frekuensi 300Hz. Kemudian putarlah knob amplitudonya sehingga cukup bunyi yang dihasilkan (tidak terlalu keras).
No. Nama Alat Kode Alat Jumlah
1. Sine Wave Generator WA-9867 1 buah
2. Adaptor 1 buah
3. Loudspeaker WA-9900 1 buah
4. Banana Patch Cord SE-9750 1 pasang 5. Economy Resonance Tube (tabung
10. Geserlah (secara perlahan) tabung putih (ini menyebabkan membrannya jauh dari loudspeaker) sampai terdengar bunyi paling keras pertama. Catatlah posisi membran saat terdengar bunyi paling keras pertama pada tabel 2.
11. Lanjutkan langkah 5.9 sampai terdengar bunyi paling keras kedua. Kemudian catatlah posisi membran saat terdengar bunyi paling keras kedua pada tabel 2.
12. Ulangilah langkah 5.9 sampai 5.11 untuk frekuensi 400 Hz. 1. 6. DATA HASIL PRAKTEK
Tabel 2. Daftar hasil praktik
Frekuensi
7.1 Hitung jarak antara node, ambil nilai rata-ratanya jika anda memperoleh lebih dari satu nilai. Gunakan jarak ini untuk menghitung panjang gelombang !
Untuk frekuensi 300 Hz
7.2 Gunakan frekuensi dari generator gelombang sinus untuk menghitung kecepatan gelombang.
v1 = λ . f
v1 = ( 1,16 ) . ( 300 )
= 348 m/s
Secara aktual, cepat rambat bunyi di udara adalah v2 = 331 m/s + 0,6 T
v2 = 331 m/s + 0,6 ( 27 oC )
v2 = 331 m/s + 16,2
v2 = 347,2 m/s
Dengan demikian, besar penyimpangan adalah Besar penyimpangan =
=
= 0,23 %
7.3 Berdasarkan hasil praktek, cepat rambat bunyi yang dihasilkan frekuensi 400 Hz di udara adalah
v1 = λ . f
v1 = ( 0,86 ) . ( 400 )
= 344 m/s
Bandingkan nilai terukur dan nilai sebenarnya dari kecepatan suara. Hitung presentasi deviasinya
Secara aktual, cepat rambat bunyi di udara adalah v2 = 331 m/s + 0,6 T
v2 = 331 m/s + 0,6 ( 27 oC )
v2 = 331 m/s + 16,2
v2 = 347,2 m/s
=
= – 0,92 %
1. 8. KESIMPULAN
Resonansi yang terjadi pada frekuensi 300 Hz dan 400 Hz memiliki perbedaan, faktor yang mempengaruhi cepat rambat bunyi di udara adalah suhu. Cepat rambat yang terjadi pada frekuensi 300 Hz lebih besar dibandingkan dengan frekuensi 400 Hz. Penyimpangan yang terjadi pada percobaan ini sangat bisa diterima karena nilai penyimpangan yang kecil dan masih diambang toleransi.
Judul Praktik : Resonansi di Kolom Udara Nama Mahasiswa : Puspita Helianti Kode Praktik : 05 – b No. Reg : 5215 10 7362 Lama Praktik : 90 Menit Program Studi : Pend. T. Elektronika Hari/Tgl Praktik : Jum’at / 9 Nov 2012 Jurusan : Teknik Elektro Dimulai : 16.00 WIB UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA TERAPAN 1. 1. TUJUAN PRAKTIKUM
Mahasiswa dapat mengukur besarnya cepat rambat bunyi di udara dengan benar apabila diberikan tabung resonansi terbuka.
1. 2. PENDAHULUAN
Jumlah getaran tiap detik disebut dengan frekuensi (satuannya Hertz). Bunyi adalah segala sesuatu yang dapat didengar oleh manusia. Manusia hanya dapat mendengar gelombang yang frekuensinya antara 20 Hertz sampai dengan 20 ribu Hertz. Dengan demikian dinamakan gelombang bunyi (audio). Bunyi dapat merambat dari sumbernya ke telinga manusia melalui udara.
Generator gelombang sinus mengendalikan speaker terbuka untuk menciptakan gelombang suara di tabung resonansi. Frekuensi pengendali divariasikan untuk mempelajari hubungan keduanya dengan panjang gelombang dan kecepatan gelombang suara. Konsep dari node, anti node, dan harmonik diselidiki untuk tabung dengan satu sisi terbuka dan sisi lain tertutup dan tabung terbuka.
1. 3. TEORI
1. 4. DAFTAR ALAT
1. 5.
URUTAN
PERCOBAAN
5.1 Keluarkan tabung dalam, letakkan di tempat terpisah dari tabung luar. Pada percobaan ini hanya digunakan tabung luar dengan kedua ujung terbuka.
5.2 Siapkan generator gelombang sinus dan speaker seperti sebelumnya. Mulai dengan frekuensi 50 Hz dan perlahan tingkatkan dengan knob coarse ( 1.0 ).
5.3 Hitung panjang gelombang menggunakan frekuensi dan kecepatan aktual yang anda hitung pada bagian pertama. Bagaimana perbandingannya dengan panjang gelombang ? 5.4 Naikkan frekuensi generator gelombang sinus dan tentukan frekuensi harmonic kedua dan ketiga. Bagaimanakah perbandingannya dengan frekuansi fundamental ?
1. 6. DATA HASIL PRAKTEK Tabel 2. Daftar hasil praktik
Frekuensi ( Hz ) Harmonik Pertama Harmonik Kedua Harmonik Ketiga
50 120 Hz 245 Hz 370 Hz
1. 7. PERTANYAAN
7.1 Temukan frekuensi fundamental !
Frekuensi fundamental = Harmonik pertama = 120 Hz
7.2 Hitung panjang gelombang menggunakan frekuensi dan kecepatan aktual suara yang anda hitung pada bagian pertama. Bagaimana perbandingannya dengan panjang gelombang? frekuensi fundamental : harmonik kedua : harmonik ketiga
2,893 m : 1,417 m : 0,94 m
NO. Nama Alat Kode Alat Jumlah 1 Sine Wave Generator WA-9867 1 buah
2 Adaptor 1 buah
3 Loudspeaker WA-9900 1 buah
4 Banana Patch Cord SE-9760 1 pasang 5
Economy Resonance Tube
7.3 Naikkan frekuensi Generator Gelombang Sinus dan tentukan frekuensi harmonik kedua dan ketiga. Bagaimanakah perbandingannya dengan fundamental!
Frekuensi Harmonik Kedua = 240 Hz Frekuensi Harmonik ketiga = 360 Hz
Perbandingannya dengan frekuensi fundamental adalah Harmonik I : Harmonik II : Harmonik III 120 Hz : 245 Hz : 370 Hz 1 : 2 : 3
1. 8. KESIMPULAN
Perbandingan antara frekuensi harmonik pertama, kedua, dan ketiga adalah 1 : 2 : 3. Perbandingan panjang gelombang antara frekuensi awal dan harmonik pertama
(fundamental) adalah 2 : 1
