Mengukur Kecepatan Bunyi

25 Maret 2014

Praktikum Gelombang Mengukur Kecepatan Bunyi di Udara

Universitas Gadjah Mada GEOFISIKA

Praktikum Gelombang Kecepatan Bunyi di Udara

Mengukur Kecepatan Bunyi di Udara

Bab I

Pendahuluan

Bunyi atau suara adalah pemampatan mekanis atau gelombang longitudinal yang

merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas.

Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.

Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal getar terdiri dari gelombang

harmonis, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan getar osilasi

atau frekuensi yang diukur dalam satuan getaran Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan

bunyi dengan pengukuran dalam satuan tekanan suara desibel (dB).

Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang bergetar merambat ke segala arah.

Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah

tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan

rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara,

menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia,

Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.

Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi merambat lebih lambat jika

suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11

km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat

daripada di udara.

.

Tujuan

mengukur kecepatan bunyi di udara menggunakan sebuah sumber bunyi dan sebuah

mikrofon kondensor.

Bab II

Dasar Teori

Panjang gelombang mekanik dalam suatu medium tertentu dapat dideskripsikan

sebagai

=

Dengan notasi cw dan f menunjukkan kecepatan dan frekuensi gelombang mekanik (Hirose &

Lonngren, 1985).

Bab III


Alat dan Bahan

Kabel Osilator atau AFG Osiloskop Sumber tegangan (listrik PLN) Speaker Mikrofon Penggaris Kotak hitam

Tata Laksana

1. Speaker dihubungkan ke osilator dan CH 1 osiloskop

2. Osilator dan osiloskop dihubungkan ke sumber listrik AC, lalu dinyalakan

3. Osilator diatur agar menampilkan gelombang sinus dengan frekuensi tertentu

4. Mikrofon dihubungkan ke CH 2 osiloskop

5. Tombil source pada osiloskop diatur ke AC. Lalu tombol Vert. Mode diatur pada

CH 1/CH 2

6. TIME/DIV, VOLT/DIV, Intensity dan Hold diatur sehingga citra gelombang pada

osiloskop dapat diamati secara jelas

7. Mikrofon diletakkan pada jarak X0 dari speaker, sehingga gelombang dari CH 1 dan

CH 2 bertumpuk

8. Mikrofon digeser terus hingga gelombang dari CH 1 dan CH 2 kembali bertumpuk.

Jarak dicatat sebagai X1, , atau 1

9. Percobaan dapat diulangi untuk beragam frekuensi atau jarak sumber suara-mikrofon

Skema Percobaan


Bab IV

Data

No X0 (cm) X (cm) X (cm) f (KHz)

1 6,5 9,6 3,1 10,8

2 9,6 12,8 3,2 10,8

3 12,8 16,0 3,2 10,8

4 16,0 18,9 2,9 10,8

5 18,9 22,0 3,1 10,8

6 22,0 25,4 3,4 10,8

7 25,4 28,4 3,0 10,8

8 28,4 31,2 2,8 10,8

9 31,2 34,4 3,2 10,8

10 34,4 37,4 3,0 10,8

Grafik

Analisa dan Perhitungan

Analisa yang digunakan adalah berupa analisa grafik dengan melihat perubahan pada

bentuk gelombang dan mencatat jarak dari speker ke mikrofon.


=1

=

=

= 0

= (1) + (2) + (3) + (4) + (5)+ . . . .

= 1 + 2 + 3 + 4 + 5+ . . . .

No X0 (m) X (m) X (m) f (Hz)

1 0,065 0,096 0,031 10800

2 0,096 0,128 0,032 10800

3 0,128 0,160 0,032 10800

4 0,160 0,189 0,029 10800

5 0,189 0,220 0,031 10800

6 0,220 0,254 0,034 10800

7 0,254 0,284 0,030 10800

8 0,284 0,312 0,028 10800

9 0,312 0,344 0,032 10800

10 0,344 0,374 0,030 10800

1 = 1 = 0,031 10800 = 334,8

2 = 2 = 0,032 10800 = 345,6

3 = 3 = 0,032 10800 = 345,6

4 = 4 = 0,029 10800 = 313,2

5 = 5 = 0,031 10800 = 334,8

6 = 6 = 0,034 10800 = 367,2

7 = 7 = 0,030 10800 = 324,0

8 = 8 = 0,028 10800 = 302,4

9 = 9 = 0,032 10800 = 345,6

10 = 10 = 0,030 10800 = 324

= 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10

10


= 334,8 + 345,6 + 345,6 + 313,2 + 334,8 + 367,2 + 324,0 + 302,4 + 345,6 + 324

10

= 333,72

Bab V

Pembahasan

Analisa yang digunakan adalah berupa analisa grafik dengan melihat perubahan pada

bentuk gelombang dan mencatat jarak dari speker ke mikrofon. Dengan menggunakan analisa

seperti ini terdapat beberapa kekurangan diantaranya kurang teliti dalam melihat jarak pada

mistar karena tidak terdapat garis penunjuk untuk menunjukkan angka tertentu pada mistar,

kemudian sulit untuk menentukan persimpangan gelombang yang sama saat terdapat banyak

suara atau bunyi yang berasal dari luar, sehingga gelombang bergetar secara tidak teratur.

Namun demikian metode pengamatan secara langsung ini memiliki kelebihan diantaranya nilai

frekuensi yang berasal dari kotak hitam sudah terhitung secara otomatis pada osilator dan saat

tidak terdapat suara atau bunyi dari luar yang mengganggu, maka akan terlihat persimpangan

gelombang yang jelas.

Dari hasil percobaan, menunjukkan bahwa semakin jauh jarak dari sumber bunyi, maka

amplitudo gelombang akan semakin kecil, akan tetapi panjang gelombangnya tidak berubah

atau hanya berubah sedikit saja.

Dari hasil perhitungan kecepatan bunyi di udara ini diperoleh hasil kecepatannya adalah

333,72 m/s. Kecepatan bunyi yang diperoleh dari percobaan dan melalui proses perhitungan

ini memiliki perbedaan dengan kecepatan bunyi secara umum, yaitu 340 m/s. Perbedaan ini

terjadi karena beberapa kendala yang telah disebutkan diatas, bisa diakibatkan karena kurang

teliti melihat mistar atau adanya pengaruh bunyi dari luar. Namun, perbedaan yang terjadi tidak

terlalu signifikan, yaitu berada sekitar 6,28 m/s.

Bab VI

Kesimpulan

Semakin jauh dari sumber bunyi amplitudo gelombang akan semakin kecil

Panjang gelombang tidak terpengaruh oleh jarak dari sumber bunyi

Kecepatan bunyi diudara

Perhitungan 333,72 m/s Refferensi 340 m/s

Perbedaan kecepatan bunyi di udara antara referensi dan perhitungan 6,28 m/s

Bab VII


Daftar Pustaka

Asisten Gelombang. 2014. PANDUAN PRAKTIKUM GELOMBANG. Lab. Geofisika.

Fakultas MIPA UGM.

http://www.physics.buffalo.edu/phy207/lc/lc15.pdf

Hirose, A. & Lonngren, K. E., 1985. Introduction to Wave Phenomena. Toronto: John Wiley

& Sons.

Tipler, P. A. & Mosca, G., 2008. Physics for Scientists and Engineers. Edisi ke 6. New York:

W.H. Freeman and Company.

https://www.google.com/#q=kecepatan+bunyi+d+udara&safe=active

Lampiran

Documents

Mengukur Kecepatan Bunyi