Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.
GELOMBANG STASIONER
Wahdini Ramli, Fatimah H. M. Adam, Rahmatiah
Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA
Universita...
3. Memahami hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang
pada tali.
4. Memformulasikan persamaan cepat r...
disebut perut. Simpul dan perut dipertahankan dalam posisi yang tetapm untuk
frekuensi tertentu. Gelombang tegak adalah ha...
y1(x,t) menyatakan gelombang masuk yang berjalan kekiri sepanjang sumbu x
positif yang tiba dititik x=0 dan direfleksikan ...
b. Tali/benang = 3 buah
Identifikasi Variabel
Kegiatan 1: Menyelidiki hubungan kecepatan gelombang dengan tegangan tali
1....
2. Variabel respon
a. Panjang tali akhir (l) adalah panjang tali ketika sampai pada posisi dimana
gelombang stasionernya t...
jumlah simpul dimana satu gelombang terdiri dari 3 simpul dan tidak
bersatuan.
3. Variabel kontrol
a. Massa beban (m) adal...
stasioner.
5. Mengukur panjang tali dari vibrator sampai katrol pada saat terbentuk
gelombang stasioner.
6. Menentukan jum...
HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA
Hasil Pengamatan
Kegiatan 1: Hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang
NST Nera...
2 II {79,70±0,05} 2
3 III {69,70±0,05} 2
ANALISIS DATA
Analisis data
Kegiatan 1: Hubungan antara kecepatan rambat gelomban...
d. Untuk m4=|55,03±0,01| gram
λ=
panjang tali (m)
jumlah gelombang
λ=
0,79 m
2
λ=0,395 m
v=0,395×50
v=19,750 m s⁄
e. Untuk...
F=0,5503 kgm s2⁄
e. Untuk m5 =|59,31±0,01| gram
F=m.g
F=0,05931×10
F=0,5931 kgm s2⁄
Tabel 1. Hubungan antara kecepatan gel...
Kegiatan 2: Hubungan antara kecepatan rambat gelombang dengan rapat massa
tali.
1. Kecepatan rambat gelombang dengan mengg...
v =17,425 m
2. Massa persatuan panjang tali, 𝜇 =
𝑚
𝑙
, dimana panjang tali sebesar 1m
a. Untuk massa persatuan panjang tal...
Berdasarkan grafik hubungan antara kecepatan gelombang dan rapat massa
dimana diperoleh dari grafik y = -8E-05x + 0.002, s...
F = 0,04701 kg × 10 m/s2
F = 0,4701 N
v=√
F
μ
v=√
0,4701
0,00114
v=√
0,4701 kgm/s2
0,00114 kg
v=20,3068 m/s
c. Untuk tali ...
Tabel 3. Perbandingan nilai kecepatan gelombang 𝑣 = 𝜆 . 𝑓 dan kecepatan
gelombang 𝑣 = √
𝐹
𝜇
No v=λ . f v=√
F
μ
1 29,800 m/...
kecepatan 15,000 m/s, beban kedua 16,150 m/s, beban ketiga 17,175 m/s, beban
keempat 19,750 m/s, beban kelima 22,125 m/s.
...
gelombang tali dengan gaya tegangan tali. Berdasarkan grafik hubungan antara
kecepatan gelombang dan rapat massa tali dipe...
dari vibrator akan menimbulkan gelombang stsioner dengan jumlah
dan panjang gelombang yang berbeda. Seutas tali dengan sal...
melakukan praktikum agar segala pengarahan mengenai praktikum dapat
diperoleh dengan jelas oleh praktikan.
2. Saran bagi d...
DAFTAR RUJUKAN
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid 2 Edisi 5. Jakarta: Erlangga
Herman dan asisten LFD. 2015. Penuntun...
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Laporan fisika dasar_ii_gelombang_stasio

2,976 views

Published on

laporan praktikum

Published in: Education
  • Be the first to comment

Laporan fisika dasar_ii_gelombang_stasio

  1. 1. GELOMBANG STASIONER Wahdini Ramli, Fatimah H. M. Adam, Rahmatiah Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar Abstrak Telah dilakukan eksperimen Gelombang Stasioner dengan tujuan memahami prinsip kerja percobaan gelombang tali, hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang pada tali, dan hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang pada tali. Alat dan bahan yang digunakan adalah vibrator, power supply, neraca Ohauss 310 g, mistar, kabel, katrol, dan beban gantung. Prosedur kerja pada kegiatan pertama yaitu menentukan hubungan kecepatan gelombang dan tegangan dengan penmbahan beban gantung sedangkan kegiatan kedua menentukan hubungan kecepatan gelombang dan rapat massa tali dengan jenis tali berbeda. Hasil pengamatan pada kegiatan pertama, diperoleh cepat rambat gelombang berbanding lurus dengan akar gaya tegangan. Pada kegiatan kedua, cepat rambat gelombang berbanding terbalik dengan akar rapat massa. Dari keseluruhan diperoleh kesimpulan prinsip percobaan yaitu dengan jenis tali dengan massa beban tertentu yang diberikan getaran dari vibrator akan menimbulkan gelombang stsioner dengan jumlah dan panjang gelombang yang berbeda. Hubungan dari kegiatan 1 dan 2 diperoleh v~√𝐹 dan v~√1/𝜇. Persamaan cepat rambat gelombang tali dari kegiatan 1 dan 2 adalah v=√ F μ . Dengan persen diff berdasarkan teori dan praktiku <2% sehingga praktikum ini berhasil. Kata kunci: cepat rambat gelombang, gaya tegangan, jumlah gelombang, panjang gelombang, rapat massa. RUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana prinsip kerja percobaan gelombang tali? 2. Bagaimana hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang pada tali? 3. Bagaimana hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang pada tali? 4. Bagaimana persamaan cepat rambat gelombang tali? TUJUAN 1. Memahami prinsip kerja percobaan gelombang tali. 2. Memahami hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang pada tali.
  2. 2. 3. Memahami hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang pada tali. 4. Memformulasikan persamaan cepat rambat gelombang tali. METODOLOGI EKSPERIMEN Teori Singkat Bila gelombang mengenai suatu rintangan, atau datang pada ujung media di mana gelombang tersebut berjalan, paling tidak sebagian gelombang akan dipantulkan. Sebuah pulsa gelombang berjalan pada seutas tali akan dipantulkan, jika ujung tali tetap maka gelombangnya kembali ke kanan ke sisi atas jika ujungnya bebas. Bila ujungnya diikat pada penopang maka pulsa yang mencapai ujung tetapnya akan mengerjakan gaya (ke atas) pada penopangnya (Giancoli, 2001: 389-390). Pada gelombang mekanik seperti gelombang pada tali atau gelombang bunyi diudara, energi dan momentum dipindahkan melalui gangguan dalam medium. Tali biola dipetik atau digesek, dan gangguan terhadap tali dijalarkan sepanjang tali. Pada saat yang bersamaan, tali yang bergetar menghasilkan sedikit perubahan pada tekanan udara disekitarnya, dan perubahan tekanan ini dijalarkan sebagai gelombang bunyi melalui udara. Pada kedua peristiwa diatas gangguan dijalarkan karena sifat-sifat elastik medium. Meskipun ragam fenomena gelombang yang dapat diamati di alam luar biasa banyaknya, banyak ciri yang sama pada semua jenis gelombang, dan ciri-ciri lainnya sama-sama dimiliki oleh sejumlah besar fenomena gelombang (Tipler, 1991: 471-172). Jika menggetarkan tali secara kontinu, akan ada gelombang berjalan dalam kedua arah, dan gelombang berjalan sepanjang tali akan berinterferensi dengan gelombang pantul yang dating kembali. Tetapi jika Anda menggetarkan tali pada frekuensi yang tepat, kedua gelombang berjalan akan berinterferensi sedemikian rupa sehingga akan dihasilkan gelombang tegak dengan amplitudo yang besar. Tali secara sederhana berosilasi naik dan turun dengan pola yang tetap. Titik interferensi destruktif, di mana tali dipertahankan tenang, disebut simpul; titik interferensi konstruktif, di mana tali berosilasi dengan amplitudo maksimum,
  3. 3. disebut perut. Simpul dan perut dipertahankan dalam posisi yang tetapm untuk frekuensi tertentu. Gelombang tegak adalah hasil interferensi dua gelombang berjalan dalam arah yang berlawanan (Giancoli, 2001: 393). 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 digantungkan. 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 (Herman, 2015: 51). Menurut Herman (2015: 52), 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. Selain itu,cepat rambat gelombang pada tali dapat ditentukan dengan persamaan: v = √ 𝐹 𝜇 v = 𝜆f dengan: v = laju rambat gelombang tali (m/s) F = gaya tegangan tali (N) 𝜇 = rapat massa tali (kg/m) λ = panjang gelombang (m) f = frekuensi getar vibrator (Hz) Menurut Young (2001: 35), kita dapat menurukan fungsi gelombang untuk gelombang berdiri dengan menambahkan fungsi gelombang y1(x,t) dan y2(x,t) untuk dua gelombang dengan amplitudo yang sama,periode yang sama,dan panjang gelombang yang sama yang berjalan dalam arah yang berlawanan. Disini
  4. 4. y1(x,t) menyatakan gelombang masuk yang berjalan kekiri sepanjang sumbu x positif yang tiba dititik x=0 dan direfleksikan y2(x,t) menyatakan gelombang yang direfleksikan dari ujung tetap dawai akan dibalikkan,sehingga kita memberikan tanda negarif untuk salah satu gelombang itu: y1(x,t) = A sin(ωt + kx) (berjalan ke kiri) y2(x,t) = -A sin(𝜔t - kx) (berjalan ke kanan) Perubahan tanda bersesuaian dengan perubahan fasa sebesar 1800 atau 𝜋 radian. Di x = 0 gerak dari gelombang masuk adalah A sin ωt,yang dapat juga dituliskan sebagai A sin (ωt + 𝜋). Fungsi gelombang ntuk gelombang berdiri iu adalah jumlah dari fungsi-fungsi gelombang individu tersebut: y(x,t) = y1(x,t) + y2(x,t) = A[sin(ωt + kx) − sin(ωt − kx)] Menggunakan identitas sinus dari jumlah dan selisih dua sudut: sin (a ± b) = sin a cos b ± cos a sin b. dengan menggunakan ini dan dengan menggabungkan suku- suku, kita mendapat fungsi gelombang untuk gelombang berdiri itu: y(x,t) = y1(x,t) + y2(x,t) = (2A sin kx) cos ωt, atau y(x,t) = (Asw sin kx) cos ωt Amplitudo gelombang berdiri adalah Asw adalah dua kali amplitudo A dari yang mana saja dari gelombang berjalan yang semula: Asw = 2A Alat dan Bahan 1. Alat a. Vibrator (penggetar) = 1 buah b. Variabel Power Supply = 1 buah c. Neraca Ohauss 310 gram = 1 buah d. Mistar = 1 buah e. Kabel penghubung = 2 buah f. Katrol = 1 buah g. Meteran gulung = 1 buah 2. Bahan a. Beban gantung = 5 buah
  5. 5. b. Tali/benang = 3 buah Identifikasi Variabel Kegiatan 1: Menyelidiki hubungan kecepatan gelombang dengan tegangan tali 1. Variabel manipulasi Massa beban (m) 2. Variabel respon a. Panjang tali akhir (l) b. Jumlah gelombang (n) 3. Variabel kontrol a. Massa tali (m) b. Frekuensi getaran (f) c. Panjang tali awal (l) Kegiatan 2: Menyelidiki Hubungan Antara Kecepatan Rambat Gelombang Dengan Massa Persatuan Panjang Tali. 1. Variabel manipulasi Massa tali (m) 2. Variabel respon a. Panjang tali akhir (l) b. Jumlah gelombang (n) 3. Variabel kontrol a. Massa beban (m) b. Frekuensi getaran (f) c. Panjang tali awal (l) Definisi Operasional Variabel Kegiatan 1: Menyelidiki hubungan kecepatan gelombang dengan tegangan tali 1. Variabel manipulasi Massa beban (m) adalah beban yang dikaitkan dengan ujung tali yang dihubungkan oleh katrol yang diukur dengan menggunakan neraca Ohauss 310 gram dengan satuan gram (g).
  6. 6. 2. Variabel respon a. Panjang tali akhir (l) adalah panjang tali ketika sampai pada posisi dimana gelombang stasionernya terlihat paling jelas yang diukur dengan menggunakan meteran gulung dimulai pada pertengahan katrol hingga ke vibrator dengan satuan centimeter (cm). b. Jumlah gelombang (n) adalah jumlah gelombang stasioner yang terbentuk akibat vibrator ketika catu daya dinyalakan yang dihitung dengan melihat jumlah simpul dimana satu gelombang terdiri dari 3 simpul dan tidak bersatuan. 3. Variabel kontrol a. Massa tali (m) adalah ukuran materi dari tali yang diukur dengan menggunakan neraca Ohauss 310 gram dengan satuan gram (g). b. Frekuensi getaran (f) adalah jumlah gelombang yang terbentuk tiap satu sekon yang telah ditentukan dari PLN yaitu 50 Hz dengan satuan hertz (Hz). c. Panjang tali awal (l) adalah panjang tali yang diukur sebelumnya dengan menggunakan mistar dari ujung tali satu ke ujung tali yang lainnya yang ditentukan 100 cm dengan satuan centimeter (cm) Kegiatan 2: Menyelidiki Hubungan Antara Kecepatan Rambat Gelombang Dengan Massa Persatuan Panjang Tali. 1. Variabel manipulasi Massa tali (m) adalah ukuran materi dari 3 jenis tali yang diukur dengan menggunakan neraca Ohauss 310 gram dengan satuan gram (g). 2. Variabel respon a. Panjang tali (l) adalah panjang tali ketika sampai pada posisi dimana gelombang stasionernya terlihat paling jelas yang diukur dengan menggunakan meteran gulung dimulai pada pertengahan katrol hingga ke vibrator dengan satuan centimeter (cm). b. Jumlah gelombang (n) adalah jumlah gelombang stasioner yang terbentuk akibat vibrator ketika catu daya dinyalakan yang dihitung dengan melihat
  7. 7. jumlah simpul dimana satu gelombang terdiri dari 3 simpul dan tidak bersatuan. 3. Variabel kontrol a. Massa beban (m) adalah beban yang dikaitkan dengan ujung tali yang dihubungkan oleh katrol yang diukur dengan menggunakan neraca Ohauss 310 gram dengan satuan gram (g). b. Frekuensi getaran (Hz) adalah jumlah gelombang yang terbentuk tiap satu sekon yang telah ditentukan dari PLN yaitu 50 Hz dengan satuan hertz (Hz). c. Panjang tali awal (l) adalah panjang tali yang diukur sebelumnya dengan menggunakan mistar dari ujung tali satu ke ujung tali yang lainnya yang ditentukan 100 cm dengan satuan centimeter (cm) Prosedur Kerja Kegiatan 1: Hubungan antara kecepatan rambat gelombang dengan gaya tegangan. 1. Menimbang massa beban yang digunakan sebanyak lima macam dengan alat ukur neraca Ohauss 310 gram. 2. Mengambil sepotong benang atau tali lalu diikatkan salah satu ujungnya pada vibrator lalu dipentalkan pada katrol dan diberi beban sebesar M1 3. Setelah menyusun berdasarkan gambar di atas, maka nyalakan Power Supply sehingga vibrator bergetar. 4. Mengatur panjang tali sambil menggeser-geser vibrator sehingga terbentuk gelombang
  8. 8. stasioner. 5. Mengukur panjang tali dari vibrator sampai katrol pada saat terbentuk gelombang stasioner. 6. Menentukan jumlah simpul kemudian hitung panjang gelombang. 7. Mengulangi kegiatan a sampai e sebanyak 5 kali dengan massa beban yang berbeda. 8. Mencatat seluruh hasil pengamatan pada tabel pengamatan yang tersedia. 9. Menghitung kecepatan rambat gelombang setiap percobaan. Kegiatan 2: Menyelidiki Hubungan Antara Kecepatan Rambat Gelombang Dengan Massa Persatuan Panjang Tali. 1. Menyiapkan tiga macam tali/benang yang berbeda besarnya. 2. Mengambil sebuah tali/benang, ukur panjangnya lalu timbang. 3. Melakukan kegiatan a untuk jenis benang lain 4. Menghitung massa tiap persatuan panjang tali. 5. Mengambil sepotong tali/benang pertama, ikatkan salah satu ujungnya pada vibrator, sedang ujung yang lain dipentalkan pada katrol dan diberikan beban M. 6. Menyalakan Power Supply sehingga vibrator bergetar kemudian atur panjang tali sehingga terbentuk gelombang. 7. Mengukur panjang tali dari vibrator sampai katrol pada saat terbentuk gelombang stasioner. 8. Mencatat banyaknya simpul yang terjadi. 9. Mengulangi kegiatan d sampai h untuk jenis tali yang lain dengan massa beban tetap. 10. Mencatat semua hasil pengamatan pada lembar pengamatan. 11. Menghitung cepat rambat gelombang tali pada setiap percobaan.
  9. 9. HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA Hasil Pengamatan Kegiatan 1: Hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang NST Neraca Ohauss = SP = 1 10 gram SN = 0,1 10 gram = 0,1 gram = 0,01 gram NST mistar NST = 1 10 cm = 0,1 cm ∆𝑥 = 0,05 cm Frekuensi getar (f) = 50 Hz Tabel 1. Hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang No Massa beban (g) Panjang tali (cm) Jumlah gelombang 1 {34,82±0,01} {60,00±0,05} 2 2 {40,00±0,01} {64,60±0,05} 2 3 {47,01±0,01} {68,70±0,05} 2 4 {55,03±0,01} {79,00±0,05} 2 5 {59,31±0,01} {88,50±0,05} 2 Kegiatan 2: Hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan rambat gelombang tali Rapat massa tali 1 = 0,0054 g/cm Rapat massa tali 2 = 0,0114 g/cm Rapat massa tali 3 = 0,0156 g/cm Massa beban = |47,01±0,01| gram Frekuensi getar = 50 Hz Tabel 2. Hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang No Jenis tali Panjang tali (cm) Jumlah gelombang 1 I {89,40±0,05} 1,5
  10. 10. 2 II {79,70±0,05} 2 3 III {69,70±0,05} 2 ANALISIS DATA Analisis data Kegiatan 1: Hubungan antara kecepatan rambat gelombang dengan gaya tegangan. 1. Kecepatan rambat gelombang 𝑣 = 𝜆 . 𝑓 a. Untuk m1=|34,82±0,01| gram λ= panjang tali (m) jumlah gelombang λ= 0,60 m 2 λ=0,3000 m v=0,3000×50 v=15,000 m s⁄ b. Untuk m2=|40,00±0,01| gram λ= panjang tali (m) jumlah gelombang λ= 0,6460m 2 λ=0,323 m v= 0,323×50 v=16,150 m s⁄ c. Untuk m3=|47,01±0,01| gram λ= panjang tali (m) jumlah gelombang λ= 0,6870 m 2 λ=0,3435 m v=0,3435 ×50 v=17,175 m s⁄
  11. 11. d. Untuk m4=|55,03±0,01| gram λ= panjang tali (m) jumlah gelombang λ= 0,79 m 2 λ=0,395 m v=0,395×50 v=19,750 m s⁄ e. Untuk m5=|59,31±0,01| gram λ= panjang tali (m) jumlah gelombang λ= 0,8850 2 λ=0,4425 m v=0,4425×50 v=22,125 m s⁄ 2. Tegangan tali (F = 𝑚. 𝑔) a. Untuk m1 =|34,82±0,01| gram F=m.g F=0,03482×10 F=0,3482 kgm s2⁄ b. Untuk m2 =|40,00±0,01| gram F=m.g F=0,04×10 F=0,4000 kgm s2⁄ c. Untuk m3 =|47,01±0,01| gram F=m.g F=0,04701×10 F=0,4701 kgm s2⁄ d. Untuk m4 =|55,03±0,01| gram F=m.g F=0,05503×10
  12. 12. F=0,5503 kgm s2⁄ e. Untuk m5 =|59,31±0,01| gram F=m.g F=0,05931×10 F=0,5931 kgm s2⁄ Tabel 1. Hubungan antara kecepatan gelombang dan tegangan No 𝑣(𝑚 𝑠⁄ ) F(𝑁) 1 15,000 0,3482 2 16,150 0,4000 3 17,175 0,4701 4 19,750 0,5503 5 22,125 0,5931 Grafik 1.. Hubungan antara kecepatan gelombang dan tegangan Berdasarkan grafik hubungan antara kecepatan gelombang dan tegangan dimana diperoleh dari grafik y = 0.034x - 0.149, sehingga dari hasil itu dapat dituliskan bahwa y sebagai F dan x2 sebagai v. Dari persamaan tersebut sehingga dapat diperoleh bahwa antara v ~ √F atau v2 = F. y = 0.0344x - 0.1491 R² = 0.9528 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0 5 10 15 20 25 F(N) V (m/s)
  13. 13. Kegiatan 2: Hubungan antara kecepatan rambat gelombang dengan rapat massa tali. 1. Kecepatan rambat gelombang dengan menggunakan persamaan 𝑣 = 𝜆 . 𝑓, dimana f = 50Hz. a. Untuk tali I |89,40±0,05|cm λ = panjang tali (m) jumlah gelombang 1,5λ=0,8940 m λ = 0,8940 m 1,5 λ =0,596 m v =λ .f v =0,596×50 v =29,800 m s⁄ b. Untuk tali II |79,70±0,05|cm λ = panjang tali (m) jumlah gelombang 2λ=0,7970 m λ = 0,7970 m 2 λ =0,3985 m v =λ .f v =0,3985×50 v =19,925 m s⁄ c. Untuktali III |69,70 ± 0,05| 𝑐𝑚 λ = panjang tali (m) jumlah gelombang 2λ=0,6970 m λ = 0,6970m 2 λ =0,3485 m v =λ .f v =0,3485×50
  14. 14. v =17,425 m 2. Massa persatuan panjang tali, 𝜇 = 𝑚 𝑙 , dimana panjang tali sebesar 1m a. Untuk massa persatuan panjang tali I μ= 0,54 ×10-3 kg 1 m μ=0,54 ×10-3 kg m⁄ = 0,00054 kg m⁄ b. Untuk massa persatuan panjang tali II μ= 1,14 ×10-3 kg 1 m μ=1,14×10-3 kg m⁄ = 0,00114 kg m⁄ c. Untuk massa persatuan panjang tali III μ= 1,56 ×10-3 kg 1 m μ=1,56×10-3 kg m⁄ = 0,00156 kg m⁄ Tabel 2.Hubungan antara kecepatan gelombang dan rapat massa No v (m s⁄ ) μ (kg m⁄ ) 1 29,800 0,54 × 10−3 2 19,925 1,14 × 10−3 3 17,425 1,56 × 10−3 Grafik 2. Hubungan antara kecepatan gelombang dan rapat massa tali y = -8E-05x + 0.0028 R² = 0.9481 0 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.001 0.0012 0.0014 0.0016 0.0018 0 5 10 15 20 25 30 35 𝜇(kg/m) v (m/s)
  15. 15. Berdasarkan grafik hubungan antara kecepatan gelombang dan rapat massa dimana diperoleh dari grafik y = -8E-05x + 0.002, sehingga dari hasil itu dapat dituliskan bahwa y sebagai 1 𝜇 dan x2 sebagai v. Dari persamaan tersebut sehingga dapat diperoleh bahwa antara v ~ √ 1 𝜇 atau 𝑣2 = 1 𝜇 . 3. Formulasi rumus kecepatan rambat gelombang tali Dari kegiatan pertama diperoleh hubungan v ~ √F sedangkan pada kegiatan kedua diperoleh hubungan 𝑣~ √ 1 𝜇 . Jika digabungkan diperoleh rumus. v ~√F dan 𝑣~ √ 1 𝜇 v=√F dan v=√ 1 𝜇 𝑣 = √ 𝐹 𝜇 4. Kecepatan rambat gelombang tali menggunakan persamaan 𝑣 = √ 𝐹 𝜇 a. Untuk tali I, |89,40 ± 0,05|cm F = m.g F = 0,04701 kg × 10 m/s2 F = 0,4701 N 𝑣=√ F μ v=√ 0,4701 0,00054 v=√ 0,4701 kgm/s2 0,00054 kg v=29,5051 m/s b. Untuk tali II, |79,70 ± 0,05|cm F = m.g
  16. 16. F = 0,04701 kg × 10 m/s2 F = 0,4701 N v=√ F μ v=√ 0,4701 0,00114 v=√ 0,4701 kgm/s2 0,00114 kg v=20,3068 m/s c. Untuk tali I, |89,40 ± 0,05|cm F = m.g F = 0,04701 kg × 10 m/s2 F = 0,4701 N v=√ F μ v=√ 0,4701 0,00156 v=√ 0,4701 kgm/s2 0,00054 kg v=17,3593 m/s Untuk melihat perbandingan hasil antara nilai kecepatan gelombang 𝑣 = 𝜆 . 𝑓 dan kecepatan gelombang 𝑣 = √ 𝐹 𝜇 dimana (𝐹 = 𝑚. 𝑔), Maka dibuktikan dengan memasukkan nilai yang diperoleh kedalam persamaan.
  17. 17. Tabel 3. Perbandingan nilai kecepatan gelombang 𝑣 = 𝜆 . 𝑓 dan kecepatan gelombang 𝑣 = √ 𝐹 𝜇 No v=λ . f v=√ F μ 1 29,800 m/s 29,5051 m/s 2 19,925 m/s 20,3068 m/s 3 17,425 m/s 17,3593 m/s 5. Persen diff oraktikum dengan teori % perbedaan= | praktikum-teori teori |×100% Kecepatan data I: % perbedaan= | (29,800 - 29,5051) m/s (29,800 + 29,5051) m/s 2 | ×100%= | 0,2949 29,6525 | ×100% = 0,99 % Kecepatan data II: % perbedaan= | (19,925 - 20,3068) m/s (19,925 + 20,3068) m/s 2 | ×100%= | 0,3818 20,1159 | ×100% = 1,89 % Kecepatan data III: % perbedaan= | (17,425 - 17,3593) m/s (17,425 + 17,3593) m/s 2 | ×100%= | 0,0657 17,3921 | ×100% = 0,37 % PEMBAHASAN Kegiatan 1: Hubungan antara kecepatan rambat gelombang dengan gaya tegangan. Pada kegiatan ini, hal yang pertama dilakukan adalah menghitung kecepatan rambat gelombang dengan menggunakan rumus 𝑣 = 𝜆 . 𝑓. Panjang gelombang diperoleh dari data panjang tali dibagi dengan jumlah gelombang dan data frekuensi tiap penambahan massa beban. Untuk beban pertama, diperoleh
  18. 18. kecepatan 15,000 m/s, beban kedua 16,150 m/s, beban ketiga 17,175 m/s, beban keempat 19,750 m/s, beban kelima 22,125 m/s. Sedangkan gaya tegangan tali diperoleh dengan rumus F=m.g dimana nilai m adalah massa beban yang telah diukur dengan neraca Ohauss 310 gram dan g merupakan percepatan gravitasi yaitu 10,00 m/s2. Untuk beban pertama diperoleh tegangan tali yaitu 0,3482 N, beban kedua 0,4000 N, beban ketiga 0,4701 N, beban keempat 0,5503, dan beban kelima 0,5931 N. Nilai kecepatan rambat gelombang dan gaya tegangan tali ini dibuatkan grafik dimana v di sumbu x dan F di sumbu y untuk memperoleh hubungan antara kecepatan rambat gelombang tali dengan gaya tegangan tali. Dari grafik diperoleh persamaan garis singgung yaitu y = 0.034x - 0.149. Hasil tersebut dapat dituliskan bahwa y sebagai F dan x2 sebagai v. Dari persamaan tersebut diperoleh hubungan v ~ √F atau v2 = F. Dengan kata lain, kecepatan rambat gelombang tali berbanding lurus dengan akar gaya tegangan tali atau kuadrat kecepatan rambat gelombang berbanding lurus dengan gaya tengangan tali. Kegiatan 2: Menyelidiki Hubungan Antara Kecepatan Rambat Gelombang Dengan Massa Persatuan Panjang Tali. Pada kegiatan ini, untuk menetukan hubungan antara kecepatan rambat gelombang dengan massa tali dilakukan dengan menghitung kecepatan rambat gelombang menggunakan rumus 𝑣 = 𝜆 . 𝑓. Panjang gelombang diperoleh dari data panjang tali dibagi dengan jumlah gelombang dan data frekuensi dengan jenis tali yang berbeda. Untuk jenis tali I, diperoleh kecepatan 29,800 m/s, jenis tali II 19,925 m/s, dan jenis tali III 17,425 m/s. Jenis tali diurutkan dari tali yang terkecil ke tali yang terbesar dengan terlebih dahulu menentukan massa jenisnya. Massa jenis atau rapat massa tali diperoleh dengan pengukuran panjang tali dan massa tali untuk masing-masing tali. Analisisnya menggunakan rumus μ = m l . Tali I mempunyai rapat massa tali 0,00054 kg/m, tali II 0,00114 kg/m, dan tali III 0,00156 kg/m. Nilai kecepatan rambat gelombang dan rapat massa tali ini dibuatkan grafik dimana v di sumbu x dan μ di sumbu y untuk memperoleh hubungan antara kecepatan rambat
  19. 19. gelombang tali dengan gaya tegangan tali. Berdasarkan grafik hubungan antara kecepatan gelombang dan rapat massa tali diperoleh persamaan garis singgung y =-8E-05x + 0.002, sehingga dari hasil itu dapat dituliskan bahwa y sebagai 1 𝜇 dan x2 sebagai v. Dari persamaan tersebut sehingga dapat diperoleh bahwa antara v ~ √ 1 𝜇 atau 𝑣2 = 1 𝜇 . Kecepatan rambat tali mempunyai 2 rumus. Rumus pertama sesuai teori yaitu 𝑣 = 𝜆 . 𝑓 menggunakan data frekuensi dan panjang gelombang. Sedangkan rumus kedua berdasarkan praktikum yaitu 𝑣=√ F μ menggunakan data gaya tegangan tali dengan rapat massa tali. Untuk gaya tegangan tali karena massa bebannya sama untuk jenis tali yang berbeda diperoleh 0,04701 N. Nilai F ini subtitusikan ke persamaan cepat rambat gelombang menggunakan rumus 𝑣=√ F μ . Sehingga untuk jenis tali I diperoleh cepat rambat gelombang 29,5051 m/s, jenis tali II 20,3068 m/s, dan tali III diperoleh 17,3593 m/s. Nilai cepat rambat gelombang tali dari kedua rumus tersebut kemudian dibandingkan. Jika hasilnya sama maka menunjukkan hasil praktikum yang baik. Karena rumus tersebut sesuai dengan teori maka hasilnya pun harus sama. Untuk itu ditentukan persen diff antara kedua hasilnya dengan rumus % perbedaan= | praktikum-teori teori |×100%. Untuk jenis tali I diperoleh persen perbedaan yaitu 0,99%, jenis tali II yaitu 1,89 %, dan jenis tali III 0,37%. Hasil tersebut sangat mendekati. Dengan nilai persen perbedaan yang kecil yaitu <2% berarti cepat rambat berdasarkan teori sama dengan praktikum sehingga praktikum kami berhasil. SIMPULAN DAN DISKUSI A. Simpulan Simpulan berdasarkan rumusan masalah yang diajukan adalah, 1. Prinsip kerja percobaan gelombang tali adalah prinsip percobaan yaitu dengan jenis tali dengan massa beban tertentu yang diberikan getaran
  20. 20. dari vibrator akan menimbulkan gelombang stsioner dengan jumlah dan panjang gelombang yang berbeda. 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 digantungkan. Jika vibrator digetarkan listrik dengan frekuensi f, maka energi gelombang melalui akan bergerak dari A ke B, energi gelombang ini menyebabkan terbentuknya gelombang stasioner 2. Hubungan antara cepat rambat gelombang tali dengan gaya tegangan tali yaitu cepat rambat gelombang tali berbanding lurus dengan akar gaya tegangan tali v ~ √F. Jika cepat rambat gelombang talinya besar maka akar gaya tegangan talinya juga besar begitu pula sebaliknya. 3. Hubungan cepat rambat gelombang tali dengan rapat massa persatuan panjang tali yaitu cepat rambat gelombang berbanding terbalik dengan akar rapat massa persatuan panjang tali v ~ √ 1 𝜇 . Semakin kecil cepat rambat gelombang maka akar massa persatuan panjang talinya semakin besar dan begitu pula sebaliknya. 4. Dari kegiatan 1 dan 2 yaitu hubungan antara cepat rambat gelombang tali dengan gaya tegangan tali v ~ √F dan hubungan antara cepat rambat gelombang tali dengan rapat massa tali v ~ √ 1 𝜇 setelah digabungkan diperoleh persamaan v = √ F μ . B. Diskusi Diskusi yang kami lakukan berupa saran untuk asisten, dosen, dan laboratorium , 1. Saran bagi asisten Kepada asisten kami menyarankan agar lebih memperhatikan keadaan praktikan. Asisten hendaknya tidak meninggalkan praktikan saat
  21. 21. melakukan praktikum agar segala pengarahan mengenai praktikum dapat diperoleh dengan jelas oleh praktikan. 2. Saran bagi dosen Kepada dosen hendaknya membimbing lebih baik kepada para asisten akan bagaimana cara membimbing praktikannya dalam melakukan suatu praktikum sesuai dengan aturan-aturan yang ada. 3. Saran bagi laboratorium Kepada laboratorium maupun petugas yang menyediakan alat dan bahan dalam praktikum hendaknya mengawasi dan memperhatikan alat-alat ukur atau kelengkapan yang ada di dalam laboratorium karena masih banyak dari alat tersebut yang sudah rusak yaitu memiliki kesalahan bersistem bahkan tak dapat/layak untuk digunakan lagi.
  22. 22. DAFTAR RUJUKAN Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Jilid 2 Edisi 5. Jakarta: Erlangga Herman dan asisten LFD. 2015. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2. Makassar: Unit Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar. Tipler. Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Tehnik Jilid 2 Edisi Ketiga. Jakarta: Erlangga. Young, Hugh D. Dan Freedman, Riber A. 2001. Fisika Universitas Edisi Kesepuluh Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

×