Laporan Praktikum Fisika Dasar

Resonansi Bunyi dari Gelombang Suara

Disusun oleh:

1. Fithriyah Nazhipah           ( 0661 13 105 )

2. Novi Widianingsih             ( 0661 13 108 )

3. Hidayatul Baroroh            ( 0661 13 111 )

Kelompok Kelas : Farmasi D

Tanggal Praktikum : 17 Oktober 2013

Asisten Praktikum :

1.      Dra. Tri Rahma, M.Si

2.      Rissa Ratimanjari, S.Si

3.      Desi

LABORATORIUM FISIKA

PROGRAM STUDI FARMASI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS PAKUAN BOGOR

2013

KATA PENGANTAR

               Puji syukur kehadirat Allah swt atas kesempatan yang telah diberikan_Nya kami dapat menyelesaikan Laporan Praktikum Fisika Dasar yang berjudul “Resonansi Bunyi dari Gelombang Suara”. Laporan ini dibuat guna memenuhi tugas dari dosen mata kuliah praktikum fisika dasar tahun ajaran 2013/2014.

               Laporan ini dibuat dengan berbagai observasi dan bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penyusun sampaikan terima kasih kepada pihak- pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu demi tersusunnya laporan ini.

               Dalam penyusunan laporan ini, penyusun menyadari masih banyak kekurangan. Untuk itulah kritik dan saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat penyusun harapkan demi sempurnanya laporan ini.

               Akhirnya penyusun berharap semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi para pembaca.

              

Bogor, Desember 2013

Penyusun

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL

KATA PENGANTAR

DAFTAR ISI

BAB    I        PENDAHULUAN

1.1        Tujuan Praktikum

1.2        Dasar Teori

BAB    II      ALAT DAN BENDA

            II.1   Alat

            II.2   Bahan

BAB    III     METODE PERCOBAAN

BAB    IV     DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

            IV.1  Data Pengamatan

            IV.2  Perhitungan

BAB    V      PEMBAHASAN

BAB    VI     PENUTUP

            VI.1  Kesimpulan

            VI.2  Saran

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

1.1    Data Pengamatan

1.2    Tugas AkhirBAB  I

PENDAHULUAN

1.1        Tujuan  Praktikum

1.      Mengamati dan memahami peristiwa resonansi dari gelombang suara

2.      Menentukan kecepatan merambat gelombang suara di udara

3.      Menentukan frekuensi dari suara garputala

1.2        Dasar Teori

               Gelombang suara dapat dipandang sebagai simpangan ataupun gelombang tekanan jika gelombang suara merambat dalam suatu pipa. Maka pada ujung pipa akan terjadi pemantulan sehingga akan terjadi interferensi antara gelombang datang dengan gelombang pantul. Pada panjang tabung yang tertentu dapat terjadi resonansi gelombang suara yang ditandai dengan adanya suara yang menggaung agak keras. Dalam percobaan ini dipakai tabung yang salah satu ujungnya tertutup. Untuk tabung seperti ini jika terjadi resonansi, maka pada ujung terbuka terjadi perut gelombang sedangkan pada ujung tertutup terjadi simpul gelombang. Sebagai koreksi sebenarnya perut gelombang simpang tidak terjadi pada ujung terbuka di dekatnya.

               Apabila pada kolom udara yang terletak di atas kolom permukaan air digetarkan sebuah garputala, molekul-molekul di dalam udara tersebut akan bergetar.

Syarat terjadinya resonansi yaitu sebagai berikut :

a.       Pada permukaan air harus terbentuk simpul gelombang.

b.      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 λ, resonansi kedua ¾ λ, resonansi ketiga 5/4 λ , dan seterusnya.

Jarak antara perut dengan simpul yang berdasarkan adalah ¼ λ, dengan demikian hubungan antara panjang tabung dengan panjangg gelombang adalah :

                           L =  (2n + 1) λ/4 – e

                           n =  0,1,2,3,4,dst

                           λ = Panjang gelombang

atau dapat ditulis :

                           L = (2n + 1) v/4f – e

Resonansi ordo pertama terjadi untuk n = 0 dan L = L0, sedangkan resonansi ordo kedua terjadi untuk n = 1 dan L = L1. Dengan menggunakan resonansi ordo pertama dan kedua akan didapatkan persamaan :

                           L1 – L0 = V/2f

                           L1 – 3L0 = 2e

           Banyak contoh dari peristiwa resonansi yang dihadapi dalam kehidupan sehari – hari, antara lain : bila berdekatan dengan sebuah gelas dan dibangkitkan suatu nada ( frekuensi ) yang besarnya sama dengan frekuensi alam gelas itu sendiri maka gelas itu akan bergetar ( berbunyi) sekeras – kerasnya. Bila nada ( frekuensi ) tadi dibunyikan cukup keras dan secara terus – menerus maka getar gelas akan semakin diperkeras sehingga gelas dapat pecah. Dengan suara, orang dapat menghancurkan suatu benda. Juga peristiwa keruntuhan pesawat terbang yang kecepatannya mendekati kecepatan menjalar bumi berdasar atas peristiwa resonansi. Getar pesawat yang disebabkan oleh gerak mesin – mesinnya yang diteruskan pada udara sebagai bunyi, tidak dapat dengan cepat ditinggalkan ( atau meninggalkan ) pesawat terbang karena kecepatan pesawat terbang tidak berbeda banyak dengan keepatan menjalar bumi. Akibatnya ialah getar badan pesawat terbang diperkeras dengan cepat sekali sehingga pesawat terbang runtuh karena hal tersebut. Dengan kecepatan agak di atas kecepatan menjalar bumi, pesawat terbang dapat terbang dengan selamat. Konsep resonansi yang terjadi antara garputala (sumber getar) dengan kolom udara dapat dijadikan dasar untuk menentukan nilai kecepatan suara di udara secara cepat dan mudah dibandingkan dengan cara yang lainnya.

          

BAB  II

ALAT DAN BAHAN

2.1    Alat

         1. Tabung resonansi berskala beserta reservoirnya

         2. pemukul garpatula

         3. Jangka sorong

2.2    Bahan

         1. Beberapa garpatula dengan salah satu di antaranya diketahui frekuensinya.

BAB  III

METODE PERCOBAAN

1. Mencatat suhu, tekanan dan kelembaban ruangan sebelum dan sesudah percobaan.

2. Mengukur diameter bagian dalam tabung beberapa kali.

3. Mengusahakan agar permukaan air dekat dengan ujung atas dengan mengatur reservoir (jangan sampai tumpah).

4. Menggetarkan garpatula yang telah diketahui frekuensinya dengan pemukul garfutala. Untuk menjamin keamanan tabung gelas melakukan permukaan garfutala jauh dari tabung.

5. Mendekatkan garputala yang bergetar pada ujung atas tabung.

6. Dengan  pertolongan reservoir untuk menurunkan permukaan air perlahan-lahan sampai pada suatu tinggi tertentu terjadi resonansi (terdenganr suara mengaung). Ini adalah resonansi ordo pertama.

7. Mencatat kedudukan permukaan air.

8. Menurunkan lagi permukaan air sampai terjadi resonansi ordo kedua, kemudian mencatat kedudukan ini.

9. Mengulangi percobaan No. 3 sd 8 untuk memastikan tepatnya tempat-tempat terjadinyya resonansi.

10.  Mengulangi percobaan No. 3 sd 9 dengan  menggunakan garputala yang lain.

BAB IV

DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1    Data Pengamatan

           Nama Percobaan           : Pesawat Atwood

Tanggal Percobaan       : 31 Oktober 2013

Nama Asisten               : 1. Rissa Ratimanjari

                                       2.  Desi

Nama Mahasiswa         : 1. Hidayatul Baroroh                                    Nrp.     ; 0661 13 111

                                       2. Fuji Pujawati                                 Nrp.     : 0661 13 133

                                       3. Novi Widanengsih                         Nrp.     : 0661 13 108

                                       4. Fithriyah Nazhipah                        Nrp.     : 0661 13 105

                                       5. Euis Fitriyah                                  Nrp.     : 0661 13 109

                                       6. Sri Wulan Julianti                          Nrp.     ; 0661 13 106

Keadaan ruangan	P (cm)Hg	T (°C)	C (%)
Sebelum percobaan	750,5 cm/Hg	27°C	59 %
Sesudah percobaan	750,5 cm/Hg	27°C	65 %

No	D (m)	R (m)	E
1	0,0346	0,173	0,0138
2	0,0346	0,173	0,0138
x	0,0346	0,173	0,0138

1.      Garputala 1

No	L0 (m)	L1 (m)	V (m/s)	F (Hz)	e
1	0,08	0,24	1957,3	979	0,12
2	0,07	0,24	1957,3	979	0,135
X	0,115	0,24	1957,3	979	0,1875

2.      Garputala 2

No	L0 (m)	L1 (m)	V (m/s)	F (Hz)	e
1	0,11	0,35	1957,3	4077,7	0,01
2	0,10	0,34	1957,3	4077,7	0,02
X	0,16	0,52	1957,3	4077,7	0,02

3.      Garputala 3

No	L0 (m)	L1 (m)	V (m/s)	F (Hz)	E
1	0,19	0,57	1957,3	2575,39	0,57
2	0,20	0,60	1957,3	2446,6	0,3
X	0,29	0,87	1957,3	3798,69	0,72

4.2    Perhitungan

1.      Garputala 1

o   Percobaan 1

o   Cara mencari nilai  F

F =       V

       2 x (L₁-L₀)

F=    1957,8

    2 x (0,24-0,08)

   =    1957,8

       2x (0,16)

   = 1957,8

        0,32

   = 6118,125

o   Cara mencari nilai e

e = L₁- (3 L₀)

          2

e = 0,24- ( 3.0,08)

                2

   = 0,24- (0,24)

              2

   = 0,12

o   Percobaan 2

o   Cara mencari nilai F

F =    V

    2 x (L₁-L₀)

F = 1957,3

   2 x (0,24-0,07)

   =   1957,3

       2 x (0,17)

  =  1957,3

        0,34

  = 5756,764

  

o   Cara mencari nilai e

e = L₁- (3.L₀)

            2

e =  0,35 – (3.0,11)

                 2

   =  0,35 – 0,33

            2

   = 0,185

v  Nilai Rata-Rata dari  nilai L₀

L₀  = 0,08 + 0,07

               2

 = 0,115

v  Nilai Rata-Rata dari Nilai L₁

L₁ =  0,24 + 0,24

             2

    =  0,36

v  Nilai Rata-Rata dari Nilai V

V = 1957,8+1956,8

                 2

V = 2935,4

v  Nilai Rata-Rata F

F = 979 + 979

            2

F = 1468,5

v  Nilai Rata-Rata e

e = 0,12 + 0,135

              2

e = 0,1875

2.      Garputala 2

o   Percobaan 1

o   Cara mencari nilai F

F =     V

      2 x (L₁-L₀)

F =    1957,3

      2 x (0,35-0,11)

   = 1957,3

      2 x (0,24)

   = 1957,3

          0,48  

   = 40,777

o   Cara mencari nilai e

e = L₁- (3.L₀)

             2

e =  0,35 – (3.0,11)

                2

e = 0,35 – 0,33

              2

e = 0,185

o   Percobaan 2

o   Cara mencari nilai F

F =     V

      2 x (L₁-L₀)

F =        1957,3

       2 x (0,34 – 0,10)

F = 1957,3

     2 x (0,24)

F = 1957,3

         0,48

F = 4077,708

o   Cara mencari nilai e

e = L₁- (3.L₀)

             2

e =  0,34 – (3.0,10)

              2

e = 0,34 – 0,3

             2

e = 0,19

v  Nilai rata-rata L₀

L₀ = 0,11 + 0,10

               2

L₀ = 0,16

v  Nilai Rata-Rata L₁

L₁ = 0,35 +0,34

                2

L₁ = 0,52

v  Nilai Rata-Rata V

V = 1957,3+ 1957,3

                  2

V = 2935,8

v  Nilai Rata-Rata F

F = 4077,7 + 4077,7

               2

F = 6116,55

v  Nilai Rata-Rata e

e = 0,01 + 0,02

             2

e = 0,02

3.      Garputala 3

·         Percobaan 1

o   Cara mencari nilai F

F =     V

     2 x ( L₁-L₀)

F =     1957,3

     2 x (0,57-0,19)

F = 1957,3

    2 x 0,38

F = 1957,3

         0,76

F = 2180,657

o   Cara mencari nilai e

e = L₁- (3.L₀)

             2

e = 0,57- (3.0,19)

               2

e = 0,57 – 0,57

                2

e = 0,285

·         Percobaan 2

o   Cara mencari nilai F

F =     V

     2 x ( L₁-L₀)

F =    1957,3

      2 x (0,60-0,20)

F = 1957,3

     2 x 0,4

F = 1957,3

          0,8

F = 2071,625

o   Cara mencari nilai e

e = L₁- (3.L₀)

             2

e = 0,60 –(3.0,20)

             2

e = 0,60 – 0,6

            2

e = 0,3

v  Nilai Rata-Rata L₀

L₀ = 0,19 + 0,20

               2

L₀ = 0,29

v  Nilai Rata-Rata L₁

L₁ = 0,57 + 0,60

               2

L₁ = 0,87

v  Nilai Rata-Rata V

V = 1957,3 +1957,3

                  2

V = 2935,95

v  Nilai Rata-Rata F

F = 2575,39 + 2446,6

                  2

F = 3798,69

v  Nilai Rata-Rata e

e = 0,57 + 0,3

             2

e = 0,72

BAB V

PEMBAHASAN

                  Resonansi adalah peristiwa bergetarnya suatu sistem fisis dengan nilai frekuensi tertentu akibat dipengaruhi oleh sistem fisis lain (sumber) yang bergetar dengan frekuensi tertentu pula dimana nilai frekuensi ini adalah sama. Pada praktikum ini menggunakan beberapa garputala yang salah satunya sudah diketahui frekuensinya. Perhitungan yang digunakan yaitu utuk menentukan frekuensi dari garputala ke 2 dan 3,  menentukan cepat rambat, menentukan nilai rata- rata dari masing-masing perhitungan, dan menentukan nilai e (faktor koreksi).

                  Sebelum mencari nilai kecepatan rambat bunyi udara, sesuai dengan sifat fisis yang diketahui pada praktikum ini yaitu ukuran diameter tabung sangat kecil dibandingkan dengan panjang gelombang dan perut gelombang serta simpangannya tidak tepat pada ujung tabung, maka kami mencari terlebih dahulu faktor koreksi e dengan nilai e adalh 0,6 kali jari-jari tabung. Jari-jari tabung diperoleh sebesar 0,173 m kemudian dikalikan 0,6. Didapatkan nilai faktor koreksi e sebesar 0,0138. Nilai e ini yang nanti akan dibandingkan dengan nilai e yang diperoleh dari perhitungan dengan menggunakan rumus e = (L₁ – 3L₀) / 2. Setelah itu kami menentukan nilai cepat rambat bunyi di udara pada masing-masing frekuensi dan pada ketinggian kolom udara yang berbeda pada saat resonansi terjadi, yakni frekuensi pada garputala satu (f₁₎ sebesar 979 Hz, f₂ 4077,7 Hz, dan f₃ sebesar 2575,39 Hz. Masing-masing percobaan dilakukan sebanyak dua kali sehingga didapatkan rata-rata frekuensi dari masing-masing graputala f₁ 979 Hz, f₂ 2575 Hz, dan f₃ 3798,69 karena pada percobaan ke dua untuk graputala ke 3 didapatkan frekuensi 2446,6 Hz. Nilai  f sendiri untuk graputala 2 dan 3 didapatkan dengan mencari menggunakan rumus f = v / 2 (L₁ – L₀).

                  Perhitungan selanjutnya untuk menentukan cepat rambat bunyi (v). rumus menentukan v yaitu v = 2f . (L₁ – L₀). Besarnya v sendiri harus berada di kisaran nilai ± 300 m/s – 350 m/s. Apabila nilai v yang di dapat melebihi atau kurang berarti harus dilakukan percobaan ulang. Setelah dihitung, nilai v untuk graputala 1 yaitu sebesar 1957,3 m/s. Untuk cepat rambat gelombang pada graputala 2 dan 3 besarnya ditentukan sama dengan besar v pada graputala 1. Untuk besar faktor koreksi sendiri (e) yang dihitung menggunakan rumus e = (L₁ – 3L₀) / 2  memiliki perbedaan dengan nilai e yang dihitung menggunakan rumus 0,6. R. Hal ini bisa disebabkan karena beberapa faktor, karena kesalahan  dalam percobaan.

                  Kesalahan – kesalahan yang mungkin terjadi pada saat percobaan diantaranya yaitu :

-          Ketidakjelian dlam menentukan ketinggian kolom udara pada saat gelombang bunyi yang keluar dari garputala yang menumbulkan resonansi yang dicirikan dengan adanya bunyi dengungan yang paling keras.

-          Kesalahan pada saat menaikan atau menurunkan air dalam tabung resonansi , umumnya karena cara menaikan/menurunkan tabung reservoir tidak perlahan.

-          Penempatan garputala yang salah serta cara membunyikan garputala yang salah. Garputala seharusnya ditempatkan pada kotak bunyi tempat garputala dengan salah satu sisi yang terbuka sebagai tempat keluarnya bunyi. Sisi yang terbuka inilah yang ditempatkan sedikit di atas bibr tabung resonansi dan garputala dibunyikan dengan menggunakan pengetuk.

-          Ketidak telitian dalam pengukuran diameter tabung dengan menggunakan jangka sorong.

-          Ketidak telitian  dalam membaca data pengamatan dan menghitung cepat rambat bunyi serta frekuensi garputala.

BAB VI

PENUTUP

VI.1 Kesimpulan

               Setelah kami melakukan praktikum ini, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan bahwa resonansi adalah peristiwa bergetarnya suatu sistem fisis dengan nilai frekuensi tertentu akibat dipengaruhi oleh sistem fisis lain (sumber) yang bergetar dengan frekuensi tertentu pula dimana nilai frekuensi ini adalah sama. Peristiwa resonansi dapat diamati dengan menggunakan kolom udara yang terisi dengan air, yang dicirikan dengan terdengarnya bunyi (dengungan) yang paling nyaring. Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh ketinggian kolom udara pada tabung dan frekuensi gelombang bunyi, semakin besar ketinggian kolom udara maka cepat rambat bunyi di udara semakin besar dan sebaliknya.

        

VI.2  Saran

               Ketika sedang melakukan percobaan ini, praktikan diharapkan tidak bersuara yang terlalu keras. Karena untuk melakukan percobaan, dibutuhkan suasana yang sepi agar bisa mendengar dengungan dari sumber bunyi. Apabila terjadi kesalahan dalam pendengaran dengungan, maka akan terjadi kesalahan dalam data pengamatan.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.google.com/search?newwindow=1&q=resonansi+gelombang+bunyi&oq=RESONANSI+&gs_l=serp.1.3.0l10.469671.477346.0.480253.45.19.0.0.0.4.335.2455.0j11j2j1.14.0.ernk_timecombined.1..0...1.1.32.serp..35.10.1721.qJklvj5u9Qc

Beiser, Arthur. 1999. Konsep Fisika Modern (terjemahan). Jakarta : Erlangga.