1. Dasar teori
Gelombang berdiri atau gelombang stasioner pada dawai terjadi karena
interferensi gelombang datang dan gelombang pantul . Jika kita mengikat kedua ujung
tali yang panjang dan menggerakkan satu bagian tali naik turun dengan gerak harmonik
sederhana beramplitudo kecil , kita akan menemukan bahwa pada frekuensi frekuensi
tertentu akan dihasilkan pola pola gelombang berdiri seperti yang ditunjukan pada
gambar.
Frekuensi frekuensi yang menghasilkan pola pola ini disebut frekuensi
resonansi sistem tali. gelombang berdiri mempunyai amplitudo yang berbeda pada tiap
titik di sepanjang dawai.amplitudo maksimum disebut dengan perut sedangkan
amplitudo nol atau tidak ada simpangan disebut dengan simpul. Panjang gelombang
pada gelombang berdiri pada dawai dapat diamati dan dihitung dari panjang dawai ,
jumlah simpul, dan jumlah perut yang terjadi pada dawai itu.
Berdasarkan gambar 1.a menjelaskan bahwa panjang tali L sama dengan
setengah panjang gelombang untuk harmonik pertama , dua kali setengah panjang
gelombang untuk harmonik kedua, 32ƛ untuk harmonik ketiga dan seterusnya , secara
umum bentuk harmonik ke-n , kita memperoleh :
L =n ƛn2 n = 1, 2, 3,….
Rumus diatas dikenal sebagai rumus gelombang berdiri. Dari persamaan diatas dapat
diperoleh rumus suatu frekuensi harmonic ke-n dari kenyataan bahwa laju gelombang
sama dengan frekuensi f kali panjang gelombang. Jadi
f = vƛ=v2L /n
atau
f = n v2L n = 1,2,3…
Frekuensi gelombang sama dengan frekuensi sumbernya, sedangkan laju
gelombang pada dawai ditentukan oleh tegangan dan kerapatan massa linear da
wai.
Secara matematik laju gelombang pada dawai dapat dihitung dengan menggunaka n
persamaan :
v = Fμ
dengan F adalah tegangan dawai (N), μ adalah massa tiap satu satuan panjang
dawai
(kg/m), dan v adalah laju gelombang transversal pada dawai (m/s). Sehingga frekuensi
nada dasarnya adalah :
f1 = 12LFμ
IV. PROSEDUR EKSPERIMEN
1. Menyusun semua peralatan sesuai dengan gambar
2. Menghubungkan audio generator dan vibrator dengan sumber tegangan,
3. on kan audio generator dan vibrator.
2. 4. mengatur frekuensi audio generator, tegangan dawai, dan panjang
dawai, agar pada dawai terbentuk gelombang stasioner.
5. Dalam keadaan tersebut, catat frekuensi, panjang benang, , dan jumlah simpul yang
terjadi.
V. DATA HASIL PERCOBAAN
Buatlah grafik hubungan pada panjang tali 50 cm
NO
Frekuensi
( f )
Jumlah simpul
(n)
Panjang gelombang
( ƛ )
Kecepatan
( v )
1 10
2 20
3 30
Gelombang adalah getaran yang merambat. Di dalam perambatannya
tidak diikuti oleh berpindahnya partikel-partikel perantaranya. Pada
hakekatnya, gelombang merupakan rambatan energi (energi getaran).
Gelombang dibedakan menjadi dua jenis menurut mediumnya. Yaitu
gelombang elektromagnetik yang merambat tanpa melalui medium atau
perantara. Contoh gelombang elektromagnetik adalah gelombang cahaya dan
gelombang bunyi. Sedangkan gelombang yang merambat melalui suatu medium
atau perantara yaitu gelombang mekanik.
Terdapat dua jenis gelombang mekanik, berdasarkan arah gerakan
partikel terhadap arah perambatan gelombang, yaitu :
- Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah perambatannya searah
dengan arah getaran partikelnya. Contoh gelombang longitudinal adalah
gelombang pada pegas.
- Gelombang transversal adalah gelombang yang arah perambatannya tegak
lurus dengan arah getaran partikelnya. Contoh gelombang transversal adalah
gelombang pada tali.
Gelombang stasioner biasa juga disebut gelombang tegak, gelombang
berdiri atau gelombang diam, adalah gelombang yang terbentuk dari perpaduan
atau interferensi dua buah gelombang yang mempunyai amplitudo dan frekuensi
yang sama, tapi arah rambatnya berlawanan. Amplitudo pada gelombang
stasioner tidak konstan, besarnya amplitudo pada setiap titik sepanjang
gelombang tidak sama. Pada simpul amplitudo nol, dan pada perut gelombang
amplitudo maksimum.
Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan oleh gelombang
untuk menempuh satu panjang gelombang penuh. Panjang gelombang (λ) adalah
jarak yang ditempuh dalam waktu satu periode. Frekuensi gelombang adalah
banyaknya gelombang yang terjadi tiap satuan waktu. Cepat rambat gelombang
3. (v) adalah jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu. Secara umum,
cepat rambat gelombang dapat dirumuskan sebagai berikut :
Dimana :
v = cepat rambat gelombang (m/s)
λ = panjang gelombang (m)
f = frekuensi (Hz)
HUKUM MELDE
Bila seutas tali dengan tegangan tertentu digetarkan secara terus menerus
maka akan terlihat suatu bentuk gelombang yang arah getarnya tegak lurus
dengan arah rambat gelombang. Gelombang ini dinamakan gelombang
transversal. Jika kedua ujungnya tertutup, gelombang pada tali itu akan
terpantul-pantul dan dapat menghasilkan gelombang stasioner yang tampak
berupa simpul dan perut gelombang.
Dari gambar di atas diketahui bahwa amplitudo adalah jarak antara perut
gelombang dengan arah cepat rambatnya. Sedangkan panjang gelombang adalah
jarak satu perut dan satu lembah yang terdiri dari tiga simpul.
Melde merumuskan bahwa :
4. Dengan μ =
Dimana :
v = cepat rambat gelombang (m/s)
F = gaya ketegangan tali (N)
μ = rapat massa linier tali (massa tali/panjang tali) (kg/m)
