XII A2 smansade

1. Lembar Aktivitas Siswa
Gelombang Pada Tali
Tujuan :
1. Memahami Konsep Gelombang Stasioner
2. Menentukan Cepat Rambat Gelombang Pada Tali
3. Menentukan Panjang Gelombang yang terjadi
Dasar Teori :
Seutas tali dengan salah satu ujungnya diikat pada suatu penggetar (vibrator)
di A, sedangkan pada ujung yang lain dipentalkan pada sebuah katrol dan diberi
beban yang bermassa M. Besar tegangan tali adalah besar gaya berat dari massa
beban yang digantingkan. Jika vibrator digetarkan listrik dengan frekuensi f, maka
energi gelombang melalui akan bergerak dari A ke B, energi gelombang ini
menyebabkan tali menjadi bergelombang. Pantulan gelombang oleh simpul di B
menyebabkan adanya gelombang yang arahnya berlawanan dengan gelombang datang
dari sumber (titik A). Perpaduan (interferensi) gelombang datang dan gelombang
pantul ini menghasilkan gelombang stasioner. Satu gelombang yang terbentuk jika
terdapat tiga simpul atau dua perut. Jika frekuensi penggetar dapat diketahui dan
panjang gelombang dapat dihitung maka cepat rambat gelombang pada tali dapat
ditentukan.
Alat dan Bahan :
1. Power Supply
2. Vibrator
3. Tali
4. Beban
5. Katrol
6. Neraca
7. Kabel Penghubung
Langkah Kerja :
1. Menyusul alat seperti pada gambar

2. 2. Menghubungkan aliran listrik dengan stabilizer
3. Menimbang massa tali dan massa beban dengan menggunakan neraca
4. Mengambil tali dan kaitkan ujung satu dengan beban dan ujung lain dengan
vibrator
5. Mengukur panjang tali dimulai dari penghubung sampai katrol (tali sisa yang
digantungi beban setelah katrol tidak diukur)
6. Mengambil Katrol dan letakkan dibagian ujung meja salah satu sisi lalu
kaitkan tali pada katrol dibagian yang dibebani beban
7. Usahakan panjang tali setelah membentuk gelombang dapat diamati dengan
jelas untuk semua variasi massa
8. Tenangkan tali yang digantungi massa beban
9. Menghubungkan kabel pada stabilizer dengan aliran listrik AC dan ujung yang
satunya pada vibrator
10. Setelah tali sisa tenang dan beban tidak bergerak lagi, nyalakan stabilizer
dengan menekan tombol ON.
11. Mengamati gelombang yang terjadi
12. Mencatat hasil pengamatan
13. Ulangi lagi dengan variasi massa beban dengan panjang tali tetap
Data Pengamatan :
No Panjang
Tali (l)
Massa
tali (M)
Banyak
gelomban
g (n)
Berat
Beban
(w) F =
M.g
Panjang
Gelomban
g (λ)
Cepat
rambat
gelombang
(v)
흁= 풎
풍
1 1m 1,6 gr
=
0,0016
kg
1,5 λ 5 N 0,6 55,9 m/s 0,0016
kg/m
2 2 λ 2 N 0,5 35,3 m/s 0,0016
kg/m
3 3 λ 1 N 0,3 25 m/s 0,0016
kg/m

3. Analisis data :
푭
흁
Kesimpulan :
풍
풏
= ퟏ
푭
흁
풍
풏
= ퟏ
1. Jika seutas tali digetarkan secara terus menerus, maka akan
menimbulkan gelombang transversal pada tali. Jika kedua ujung
tali tertutup, maka gelombang transversal itu akan bersifat
stasioner atau diam.
2. Semakin besar gaya ketegangan tali (F), maka semakin besar
pula cepat rambat gelombang (v). Cepat rambat gelombang (v)
berbanding lurus dengan akar kuadrat gaya ketegangan tali (F).
3. Cepat rambat gelombang secara sinusoidal dapat ditentukan
dengan persamaan :
v = λ f
Cepat rambat gelombang secara sinusoidal dapat ditentukan
dengan persamaan Melde yaitu :
푣 = √
퐹
μ
1. λ =
풍
풏
= ퟏ
ퟏ,ퟓ
= 0,6
2. 풗 = √
= √
ퟓ
ퟎ, ퟎퟎퟏퟔ
= √ퟑퟏퟐퟓ
= ퟓퟓ, ퟗ 풎/풔
λ =
풍
풏
흁 =
풎
풍
흁 =
ퟎ, ퟎퟎퟏퟔ 퐤퐠
ퟏ퐦
흁 = ퟎ, ퟎퟎퟏퟔ kg/m
풗 = √
푭
흁
1. λ =
ퟐ
= 0,5
2. 풗 = √
= √
ퟐ
ퟎ, ퟎퟎퟏퟔ
= √ퟏퟐퟓퟎ
= ퟑퟓ, ퟑ 풎/풔
1. λ =
ퟑ
= 0,3
2. 풗 = √
푭
흁
= √
ퟏ
ퟎ, ퟎퟎퟏퟔ
= √ퟔퟐퟓ
= ퟐퟓ 풎/풔

4. Pertanyaan :
1. Apakah yang dimaksud dengan :
a. Panjang Gelombang
b. Periode Gelombang
c. Frekuensi Gelombang
d. Cepat Rambat Gelombang
2. Bagaimana Bentuk Gelombangnya jika beban yang digunakan bertambah?
Jawaban :
1. a . Panjang gelombang (λ) adalah jarak yangditempuh dalam waktu satu
periode.
b. Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan oleh gelombang untuk
menempuh satu panjang gelombang penuh.
c. Frekuensi gelombang (f) adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap
satuan waktu.
d.Cepat rambat gelombang (v) adalah jarakyang ditempuh gelombang tiap
satuan waktu.
2. Jika beban yang digunakan bertambah, maka gelombang akan berkurang, dan
panjang gelombang berambah.
3. Perbandingan frekuensinya :
푓0 =
푣
2푙
푓0 =
ퟓퟓ,ퟗ
2 .1
푓0 = 27,98
푓1 =
푣
푙
푓1 =
35,3
1
푓1 = 35,3
푓2 =
3푣
2푙
푓2 =
3 . 25
2.1
푓2 = 37,5
퐽푎푑푖 푝푒푟푏푎푛푑푖푛푔푎푛 푓푟푒푘푢푒푛푠푖푛푦푎 푎푑푎푙푎ℎ:
푓0: 푓1: 푓2 = 27,98 ∶ 35,3 ∶ 37,5

5. Lampiran

6. LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA
KOLOM UDARA (TABUNG RESONANSI)
TUJUAN :
a. Memahami fenomena resonansi gelombang secara teori dan praktek
b. Dapat menentukan cepat rambat bunyi di udara melalui kolom udara
(pipa organa tertutup).
DASAR TEORI :
Bila garputala digetarkan di atas tabung resonansi, maka getarannya akan
menggetarkan kolom udara di dalam tabung resonansi. Dengan mengatur panjangnya
kolom udara di dalam tabung resonansi, maka akan terdengar dengung menjadi lebih
keras, ini berarti terjadi resonansi.
Jika pada salah satu tabung diletakan sebuah sumber suara sedangkan ujung
tabung lainnya ditutup, maka gelombang suara akan merambat melewati udara di
dalam tabung dan ketika sampai di ujung yang tertutup, gelombang tersebut
dipantulkan. Dengan demikian di dalam tabung terdapat gelombang datang dan
gelombang pantul.
Kedua gelombang ini akan berinterferensi. Pada frekuensi gelombang suara
tertentu, gelombang ini akan berinterferensi. Pada frekuensi gelombang suara
tertentu, gelombang hasil interferensi akan menghasilkan gelombang berdiri.
Peristiwa ini dinamakan resonansi.
Dengan kata lain, resonansi adalah peritiwa bergetarnya suatu sistem fisis
dengan nilai frekuensi tertentu akibat dipengaruhi oleh sistem fisis lain (sumber)
yang bergetar dengan frekuensi tertentu pula dimana nilai kedua frekuensi ini sama.
 Syarat terjadinya resonansi adalah :
L = (2푛 − 1) /4 dimana:
L= panjang tabung
n=1,2,3,...... adalah orde resonansi frekuensi dasar, tingkat pertama,dst.
= panjang gelombang
 Dalam kehidupan sehari-hari, kita dapat mengamati resonansi menggunakan
kolom udara. Jika pada kolom udara yang terletak diatas permukaan air
digetarkan garputala maka molekul-molekul air akan bergetar.
 Resonansi pada kolom udara terjadi jika :

7. Pada permukaan air terjadi simpul gelombang
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 , resonansi kedua ¾ , resonansi ketiga 5/4 dan seterusnya.
 Kolom udara pada percobaan penentuan resonansi diatas berfungsi sebagai
tabung resonator. Peristiwa reonansi ini dapat dipakai untuk mengukur
kecepatan perambatan bunyi di udara. Agar terdapat terjadi resonansi,
panjang kolom udaranya adalah l= (2n-1) ¼ dengan n = 1,2,3,....
 Berdasarkan penjelasan tersebut, dapat ditentukan bahwa resonansi
berurutan dapat di dengar apabila suatu resonansi dengan resonansi
berikutnya memiliki jarak deltal= ½ . Jika frekuensi garputala diketahui,
cepat rambat gelombang bunyi diudara dapat diperoleh melalui
V =  . f
dengan :
v = cepat rambat bunyi di udara ( m/s )
 = panjang gelombang (m)
f = frekuensi sumber bunyi (Hz)
ALAT DAN BAHAN :
a. Tabung berskala
b. Garpu tala
c. Alat penggetar garpu tala
d. Statif
e. Air
LANGKAH KERJA :
a. Siapkan alat dan bahan.
b. Pasang alat dan bahan sesuai dengan gambar di bawah ini :

8. c. Mengisi tabung berskala dengan air hingga berjarak 3 cm dari mulut
tabung.
d. Mengambil sebuah garputala, membaca dan mencatat frekuensi
garputala tersebut.
e. Memukulkan garputala yang diketahui frekuensinya sedikit di atas
tabung kaca.
f. Perlahan – lahan menurunkan permukaan air di dalam tabung resonansi
dengan cara menurunkan reservoir sambil mendengarkan suara yang
ditimbulkan oleh garputala.
g. Menghentikan penurunan permukaan air jika terdengar nada resonansi.
Ini adalah resonansi nada dasar. Resonansi dapat diketahui sedang
terjadi jika terdengar bunyi yang lebih keras.lalu mengukur panjang
kolom udara di dalam tabung, l0
h. Menurunkan lagi reservoir sambil mendengarkan perubahan suara dari
garputala. Hentikan penurunan permukaan air jika terdengar nada
resonansi. Ini adalah resonansi nada tingkat pertama.lalu mengukur
panjang kolom udara di dalam tabung, l1.
i. Menurunkan lagi reservoir sambil mendengarkan perubahan suara dari
garputala. Hentikan penurunan permukaan air jika terdengar nada
resonansi. Ini adalah resonansi nada tingkat pertama.lalu mengukur
panjang kolom udara di dalam tabung, L2.
j. Menaikan reservoir sehingga permukaan air dekat dengan ujung
tabung.
k. Menulis data hasil percobaan
l. Ulangi langkah (a-k) hingga 5x percobaan.

9. DATA PENGAMATAN
Frekuensi
garputala
(Hz)
Panjang
kolom udara
(cm)
Percobaan ke -
1 2 3 4 5
426
L0 18 18 12 18 18
L1 33 29 18 26 26
L2 42 46 48 38 30
ANALISIS DATA
퐿0 푅푎푡푎 − 푟푎푡푎 =
18 + 18 + 12 + 18 + 18
5
퐿0 푅푎푡푎 − 푟푎푡푎 = 16,8 cm
퐿0 푅푎푡푎 − 푟푎푡푎 = 0,168 푚
퐿1 푅푎푡푎 − 푟푎푡푎 =
33 + 29 + 18 + 26 + 26
5
퐿퐼 푅푎푡푎 − 푟푎푡푎 = 26,4 cm
퐿0 푅푎푡푎 − 푟푎푡푎 = 0,264 푚
퐿2 푅푎푡푎 − 푟푎푡푎 =
42 + 46 + 48 + 38 + 30
5
퐿2 푅푎푡푎 − 푟푎푡푎 = 40,8 cm
퐿0 푅푎푡푎 − 푟푎푡푎 = 0,408 푚
L0
λ = 4푙 (푟푎푡푎 − 푟푎푡푎)
= 4 .0,168
= 0,672
푣 = λ . f
= 0,672 . 426
= 286, 272 푚/푠
L2
λ =
4
5
푙(푟푎푡푎 − 푟푎푡푎)
=
4
5
0,408
= 0,3264 m
푣 = λ . f
= 0,3264 . 426
= 139, 0464 푚/푠
L1
λ =
4
3
푙(푟푎푡푎 − 푟푎푡푎)
=
4
3
0,264
= 0,352 m
푣 = λ . f
= 0,352 . 426
= 149,952 푚/푠

10. Frekuensi
garputala
(Hz)
Panjang
kolom
udara
(cm)
Percobaan ke -
푙 rata-rata
(cm)
λ
(cm)
v
1 2 3 4 5 (m/s)
426
L0 18 18 12 18 18 16,8 67,2 286, 272
L1 33 29 18 26 26 26,4 35,2 149,952
L2 42 46 48 38 30 40,8 32,64 139, 0464
KESIMPULAN :
a. Dalam percobaan ini getaran garpu tala meresonansi air.
b. Resonansi adalah proses bergetarnya suatu benda dikarenakan ada
benda cain yang bergetar
c. Cepat rambat bunyi berbanding terbalik dengan panjang kolom udara.
PERTANYAAN :
1. Gelombang apakah yang timbul dalam kolom udara?
Jawab :
Gelombang yang terbentuk dalam kolom udara merupakan gelombang bunyi
berdiri. Didalam tabung resonansi terjadi gelombang longitudinal diam (stasioner),
dengan sasarannya yaitu permukaan air sebagai simpul gelombang dan untuk mulut
tabung sebagai peut gelombang.
2. Bagaimana hubugan antara cepat rambat bunyi dan panjang kolom udara?
Jawab :
Hubungan antara cepat rambat bunyi dengan panjang kolom udara adalah
berbanding terbalik. Apabila cepat rambat bunyi lambat/menurun, maka panjang
kolom udara akan semakin panjang/bertambah, dan sebaliknya apabila cepat rambat
bunyi cepat / meningkat, maka panjang kolom udara menjadi pendek/berkurang.
3. Perbandingan frekuensi :
푓0 =
푣
4푙
푓0 =
286,272
4 . 0,168
푓0 = 426
푓1 =
3푣
4푙

11. 푓1 =
3 . 149,952
4 . 0,264
푓1 =
449.856
1,056
푓1 = 426
푓2 =
5푣
4푙
푓2 =
5 . 139, 0464
4 . 0,408
푓2 =
695,232
1,632
푓2 = 426
퐽푎푑푖 푝푒푟푏푎푛푑푖푛푔푎푛 푓푟푒푘푢푒푛푠푖푛푦푎 푎푑푎푙푎ℎ:
푓0: 푓1: 푓2 = 426 ∶ 426 ∶ 426
= 1 ∶ 1 ∶ 1

12. LAMPIRAN

13. KOLOM UDARA TABUNG
RESONANSI
DI SUSUN OLEH :
1. Agung Wibowo (04)
2. Erna Septiana Devi (17)
3. Ika Hardian (19)
4. M. Miftah fawaid (26)
5. Rizqi Umi Rahmawati (30)
SMA NEGERI 1 DEMAK
2014/2015

14. GELOMBANG PADA TALI
DI SUSUN OLEH :
1. Agung Wibowo (04)
2. Erna Septiana Devi (17)
3. Ika Hardian (19)
4. M. Miftah fawaid (26)
5. Rizqi Umi Rahmawati (30)
SMA NEGERI 1 DEMAK
2014/2015