LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

“RESONANSI BUNYI DARI GELOMBANG SUARA”

Disusun oleh :

1. Erliana Amalia Diandra 0621 15 062

2. Dwi Wahyuni 0621 15 068

3. Diana Natalia 0621 15 075

4. Maudy Agustriani 0621 15 078

Kelas : Kimia A

Tanggal Percobaan : 31 Maret 2016

Asisten Dosen : Rissa Ratimanjari

Laboratorium Fisika Dasar

Program Studi Kimia

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Pakuan

2016

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Percobaan

1) Mengamati dan memahami peristiwa resonansi dari gelombang suara

2) Menentukan kecepatan merambat gelombang suara di udara

3) Menentukan frekuensi dari suatu garputala

1.2 Dasar Teori

Resonansi merupakan suatu fenomena dimana sebuah sistem yang bergetar dengan

amplitudo yang maksimum akibat adanya impuls gaya yang berubah-ubah yang bekerja

pada impuls tersebut. Kondisi seperti ini dapat terjadi bila frekuensi gaya yang bekerja

tersebut berimpit atau sama dengan frekuensi getar yang tidak diredamkan dari sistem

tersebut.

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.

Konsep resonansi yang terjadi antara garpu tala (sumber getar) dengan kolom udara

dapat dijadikan dasar untuk menentukan nilai kecepatan suara di udara secara cepat dan

mudah dibandingkan dengan cara yang lainnya. Sebuah garpu tala yang bergetar dengan

frekuensinya f dipegang di dekat ujung terbuka dari sebuah tabung. Tabung itu sebagian

diisi dengan air. Panjang kolom udara dapat diubah-ubah dengan mengubah tinggi

permukaan air. Didapatkan bahwa intensitas bunyi adalah maksimum bila tinggi

permukaan air lambat laun direndahkan dari puncak  tabung sejarak a. Setelah itu,

intensitas mencapai lagi pada jarak – jarak d, 2d, 3d dan seterusnya. Intensitas bunyi

mencapai maksimum bila kolom udara beresonansi dengan garpu tala tersebut. Kolom

udara beraksi seperti sebuah tabung yang tertutup di salah satu ujung.

Pada gelombang tegak terdiri dari sebuah titik simpul dipermukaan air dan sebuah

titik perut di dekat ujung terbuka. Karena frekuensi dari sumber adalah tetap dan laju

bunyi di dalam kolom udara mempunyai sebuah nilai yang pasti, maka resonansi terjadi

pada sebuah panjang gelombang spesifik,

λ =

Jarak d diantara kedudukan – kedudukan resonansi yang berturutan adalah jarak diantara

titik – titik simpul yang berdekatan.

d = atau λ = 2d

Dengan menggabungkan persamaan – persamaan maka kita akan mendapatkan ,

2d = atau V = 2df

Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal 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, tetapi suara murni secara

teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz

(Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel.

Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium

lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh

telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan

berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di

bawah 20 Hz disebut infrasonik.

Panjang gelombang adalah sebuah jarak antara satuan berulang dari sebuah pola

gelombang. Biasanya memiliki denotasi huruf Yunani lambda (λ).

Dalam sebuah gelombang sinus, panjang gelombang adalah jarak antara puncak:

Axis x mewakilkan panjang, dan I mewakilkan kuantitas yang bervariasi (misalnya

tekanan udara untuk sebuah gelombang suara atau kekuatan listrik atau medan magnet

untuk cahaya), pada suatu titik dalam fungsi waktu x.

Panjang gelombang λ memiliki hubungan inverse terhadap frekuensi f, jumlah puncak

untuk melewati sebuah titik dalam sebuah waktu yang diberikan. Panjan gelombang sama

dengan kecepatan jenis gelombang dibagi oleh frekuensi gelombang. Ketika berhadapan

dengan radiasi elektromagnetik dalam ruang hampa, kecepatan ini adalah kecepatan

cahaya c, untuku sinyal (gelombang) di udara, ini merupakan kecepatan suara di udara.

BAB II

ALAT DAN BAHAN

Alat dan bahan :

1. Tabung resonansi berskala beserta reservoirnya

2. Garputala berfrekuensi

3. Garputala tidak berfrekuensi

4. Pemukul garputala

5. Jangka sorong

BAB III

METODE KERJA

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

2. Ukurlah diameter bagian dalam tabung beberapa kali.

3. Usahakan agar permukaan air dekat dengan ujung atas dengan mengatur reservoir

(jangan sampai tumpah)

4. Getarkan garputala yang telah diketahui frekuensinya dengan pemukul garputala.

Untuk menjamin keamanan tabung gelas lakukanlah pemukulan garputala jauh dari

tabung.

5. Dekatkanlah garputala yang bergetar pada ujung atas tabung.

6. Dengan pertolongan reservoir turunkan permukaan air perlahan-lahan sehingga pada

suatu tinggi tertentu terjadi resonansi (terdengar suara mengaung). Ini adalah

resonansi ordo pertama.

7. Catatlah kedudukan permukaan air.

8. Turunkan lagi permukaan sampai terjadi resonansi ordo kedua, catat kedudukan ini.

9. Ulangi percobaan nomor 3 sampai dengan 8 untuk memastikan tepatnya tempat-

tempat terjadinya resonansi.

10. Ulangi percobaan nomor 3 sampai dengan 9 dengan garputala yang tidak

berfrekuensi.

BAB IV

DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN

4.1 Data Pengamatan

Keadaan Ruangan P (cm) Hg T (˚C) C (%)

Sebelum Percobaan 75,5 27 72

Sesudah Percobaan 75,5 27 71

Garputala I

D : 0,0361 mr : 0, 01805 mf : 935 Hz

No L0 (m) L1 (m) f (Hz) V (m/s) E

1 0,08 0,25 935 317,9 0,01082 0,08 0,27 935 355,3 0,01083 0,08 0,27 935 355,3 0,0108x 0,08 0,263 935 342,833 0,0108

Garputala II

V : 342,833 m/s

No L0 (m) L1 (m) V (m/s) f (Hz) E

1 0,11 0,35 342,833 714,235 0,012 0,11 0,35 342,833 714,235 0,013 0,12 0,37 342,833 659,294 0,02x 0,113 0,357 342,833 695,921 0,013

4.2 Data Perhitungan

a. Garputala I

Menghitung VV1 = 2 X F (L1 – L0)

= 2 X 935 (0,25 – 0,08)= 317,9 m/s

V2 = 2 X F (L1 – L0)= 2 X 935 (0,27 – 0,08)= 355,3 m/s

V3 = 2 X F (L1 – L0)= 2 X 935 (0,27 – 0,08)= 355,3 m/s

= = 342,833 m/s

Menghitung ee = 0,6 x R = 0,6 x 0,018 = 0,0108 m

a. Garputala II Menghitung F

F1 =

=

= 714,235 Hz

F2 =

=

= 714,235 Hz

F3 =

=

= 659,294 Hz

Menghitung e

e1 =

=

= 0,01 m

e2 =

=

= 0,01 m

e3 =

=

= 0,02 m

=

= 0,013

BAB V

PEMBAHASAN

Dalam praktikum fisika dasar II tentang resonansi bunyi dan gelombang suara yang

telah dilaksanakan didapat hasil garpu tala I dengan frekuensi 935 Hz dilakukan tiga kali

percobaan. Diameter tabung resonansi sebesar 0,0361 m dan diperoleh r sebesar 0,018 m

sehingga menghasilkan e sebesar 0,0108 m. Pada percobaan pertama didapat L0 sebesar 0,08

m dan L1 sebesar 0,25 m sehingga menghasilkan V sebesar 317,9 m/s. Pada percobaan kedua

didapat L0 sebesar 0,08 m dan L1 sebesar 0,27 m sehingga menghasilkan V sebesar 355,3 m/s.

Pada percobaan ketiga didapat L0 sebesar 0,08 m dan L1 sebesar 0,27 m sehingga

menghasilkan V sebesar 355,3 m/s. Dari tiga percobaan tersebut didapat rata-rata dari L0

sebesar 0,08 m, L1 sebesar 0,263 m, dan V sebesar 342,833 m.

Pada garpu tala II dengan V 342,833 m dilakukan tiga kali percobaan. Pada percobaan

pertama didapat L0 sebesar 0,11 m dan L1 sebesar 0,35 m sehingga menghasilkan frekuensi

sebesar 714,235 Hz, dan e sebesar 0,01 m. Pada percobaan kedua didapat L0 sebesar 0,11 m

dan L1 sebesar 0,35 m sehingga menghasilkan frekuensi sebesar 714,235 Hz, dan e sebesar

0,01 m. Pada percobaan ketiga didapat L0 sebesar 0,12 m dan L1 sebesar 0,37 m sehingga

menghasilkan frekuensi sebesar 659,294 Hz, dan e sebesar 0,02 m. Dari tiga percobaan

tersebut didapat rata-rata dari L0 sebesar 0,113 m, L1 sebesar 0,357 m, frekuensi sebesar

695,921 m, dan e sebesar 0,013 m.

Pada praktikum yang telah dilakukan, tidak terjadi kesalahan yang dapat

menyebabkan hasil data yang didapat tidak sesuai dengan ketentuan yang berlaku sehingga

data yang diperoleh pada percobaan ini sesuai dengan ketentuan yang ada. Adapun

kesalahan-kesalahan yang mungkin dapat dialami dan terjadi yang dapat berpengaruh besar

pada hasil data yang diperoleh dalam percobaan ini diantaranya yaitu :

1. Ketidaktelitian dalam menentukan ketinggian kolom udara pada saat gelombang

bunyi yang keluar dari garputala yang menimbulkan resonansi, yang dicirikan dengan

adanya bunyi dengungan yang paling keras, sehingga data kurang akurat atau kurang

tepat.

2. Kesalahan pada saat menaikan atau menurunkan air dalam tabung resonansi ,

umumnya karena cara menaikan atau menurunkan tabung reservoir tidak perlahan.

3. Penempatan garputala yang salah dan 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.

4. Ketidaktelitian dalam pengukuran diameter tabung dengan menggunakan jangka

sorong.

5. Ketidaktelitian  dalam membaca data pengamatan dan menghitung cepat rambat bunyi

serta frekuensi garputala.

BAB VI

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.

DAFTAR PUSTAKA

Alonso, Marcello & Edward J. Finn. 1980. Dasar-Dasar Fisika Universitas. Erlangga. Jakarta

Hilliday, David & Robert Resnick. 1985. Fisika. Erlangga. Jakarta

Tiper, Paul A. 1991. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Erlangga. Jakarta

LAMPIRAN

Tugas Akhir

1. Hitunglah diameter tabung beserta ketidakpastiannya.

2. Hitunglah faktor koreksi dari e dari hitungan no. 1.

3. Hitunglah v dengan menggunakan rumus

R = 8,314 J/mol K

M = 29 kg/mol

Carilah satuan-satuannya di text book fisika yang ada, sesuaikan dengan satuan internasional (SI).

4. Hitung harga v dengan menggunakan rumus :

5. Dari data garputala yang diketahui frekuensinya hitung harga v dan e

6. Bandingkan hasil dari no. 3, 4 dan 5.

7. Dari data garputala yang lain hitunglah f dan e untuk masing-masing garputala. Gunakan harga v dari hasil perhitungan no. 5

8. Gambarkan grafik antar L0 dan

(L0 adalah panjang tabung pada resonansi pertama untuk masing-masing garputala)

9. Hitunglah v dan e dari grafik no. 8 tersebut.

Jawaban

1. Diameter tabung beserta ketidakpastian

= 0,0361

= 0,03535

Ketelitian =

=

= 99,14 %

2. Koreksi dari e dari hitungan no.1

e1 = 0,6 . R

= 0,6 . 0,018

= 0,0108

3. v dengan menggunakan rumus v=(∂RT/M)1/2

R = 8,314 J/mol K M = 29 kg/mol

Data D

1 0,0361

2 0,0361

3 0,0361

0,0361

= )

m/s m/s

= )

m/s

4. v dengan rumus

m/s m/s

5. Perhitungan v dan e

a. Garputala I

Menghitung v

m/s

Menghitung e

e = 0,6 . R

= 0,6 . 0,018

= 0,0108

6. Pada percobaan dengan garputala 1,2 dan 3 terjadi perbedaan frekuensi karena berbedanya L0 dan L1. Yang menyebabkan frekuensi masing-masing berbeda. Tetapi pada kecepatannya semua sama.

7. Perhitungan f dan e

a. Garputala II

Menghitung f

Menghitung e

e1 = 0,6 . Re2 = 0,6 . R

= 0,6 . 2,05 = 0,6 . 2,05

= 1,23 = 1,23

8. Grafik L0 dengan

Grafik Garputala I

Grafik Garputala II

9. Perhitungan v dan e dari grafik no.8

a. Garputala I

Menghitung v

m/s m/s

L0

L0

Menghitung e

e1 = 0,6 . Re2 = 0,6 . R

= 0,6 . 2,05 = 0,6 . 2,05

= 1,23 = 1,23

b. Garputala II

Menghitung v

m/s m/s

Menghitung e

e1 = 0,6 . Re2 = 0,6 . R

= 0,6 . 2,05 = 0,6 . 2,05

= 1,23 = 1,23

c. Garputala II

Menghitung v

m/s m/s

Menghitung e

e1 = 0,6 . Re2 = 0,6 . R

= 0,6 . 2,05 = 0,6 . 2,05

= 1,23 = 1,23