Download Laporan Praktikum Fisika Dasar M4 and more Lecture notes Physics in PDF only on Docsity!
Laporan Praktikum “Fisika Dasar”
Modul M4 – Resonansi
Ahmmad Azamuddiin/ 21513075
Asisten: Ari Adrianto
Tanggal praktikum: 26 Oktober 2021
Teknik Lingkungan–Teknik Sipil Dan Perencanaan
Universitas Islam Indonesia
Abstrak — Resonansi adalah peristiwa mengikuti bergetarnya
suatu benda karena adanya benda lain, pada saat bergetar dan
memiliki frekuensi yang sama atau kelipatan bilangan bulat
dari frekuensi itu. Metode praktikum ini adalah mengatur
frekuensi bunyi yang dikeluarkan oleh sumber dari suara lalu
memperhatikan jarak yang telah terbentuk pada tabung
resonansi ketika terdapat bunyi yang paling nyaring.
Sedangkan bunyi adalah suatu golongan lungtudional yang
merambat dengan cara perapatan dan perenggangan yang
terbentuk dari partikel zat perantara serta dapat ditimbulkan
oleh bunyi yang mengalami getaran.
Kata kumci—Resonansi; Frekuensi; Gelombang Bunyi
I. PENDAHULUAN
Tujuan dari praktikum ini adalah untuk memahami
gejala resonansi dan gelombang bunyi, memahami kerja
tabung resonansi, serta guna menentukan kecepatan bunyi di
udara.
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering berhadapan
dengan fenomena bunyi. Misalnyaa saat bermain gitar,
terompet, dawai, atau saat sedang menonton konser. Bunyi
bisa juga dalam bentuk yang lain, seperti ledakkan dan petir.
Bunyi berasal dari sumber bunyi yang digetarkan oleh tenaga
atau energi, kemudian getaran tersebut diantarkan oleh
penghantar atau dipancarkan keluar dan barulah kita bisa
mendengarkan bunyi tersebut.[1]
Bunyi memiliki kecepatan di udara sehingga bisa sampai
di telinga kita hanya dalam sepersekian detik saja. Namun,
kecepatan bunyi di udara dipengaruhi oleh beberapa factor
tergantung dengan medium yang dilewatinya. Semakin
tinggi tingkat kerapatan partikel dari medium yang dilaui,
maka semakin cepat bunyi merambat didalamnya. Medium
dalam bentuk cairan lebih cepat dari pada medium dalam
bentuk gas, missal bunyi lebih cepat melalui air dari pada
udara. Selain itu suhu medium juga sangat mempengaruhi,
semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin
cepat bunyi merambat, dan sebaliknya. penjelasan diatas lah
yang menjadi latar belakang dari percobaan resonansi
dengan menggunakan tabung resonansi ini.
Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda
akibat getaran benda lain, dimana frekuensi benda yang
bergetar sama dengan sumber yang menggetarkannya.
Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang dapat
merambat melalui berbagai medium, baik gas, cair, maupun
padat. Gelombang bunyi dihasilkan oleh benda bergetar
sehingga menyebabkan gangguan kerapatan pada medium.
Gangguan kerapatan pada medium berlangsung melalui
interaksi molekul-molekul medium disepanjang arah
perambatan gelombang. Adapun Molekul hanya bergetar
kedepan dan kebelakang disekitar posisi kesetimbangan.
Semakin besar panjang ruang pada tabung, maka akan
semakin besar frekuensi bunyi yang akan dihasilkan, begitu
sebaliknya, semakin kecil panjang ruang pada tabung, maka
frekuensi yang dihasilkan akan semakin kecil.[2]
Pada percobaan ini, bila sumber bunyi dirambatkan
dalam tabung yang berisi udara, maka akan menyebabkan
terjadinya superposisi antara gelombang yang datang dengan
gelombang yang dipantulkan oleh dasar tabung itu sendiri,
dan terjadilah resonansi gelombang. Gelombang yang terjadi
adalah gelombang longitudinal diam (stasioner), yaitu
gelombang yang arah getarannya berhimpit dengan arah
rambatannya yang dimana arah rambatannya saling
berlawanan dan amplitude serta memiliki amplitude yang
berubah di setiap titik yang dilalui gelombang. Resonansi
terjadi bila frekuensi nada dasar dari kolom udara dalam
tabung resonansi sama dengan frekuensi sumber bunyi. Saat
yang beresonansi nada dasar maka terdapat satu simpul dan
satu perut, saat yang beresonansi nada atas pertama maka
terdapat dua simpul dan dua perut, dan berlaku untuk
seterusnya. Rumus yang berlaku adalah :
Ln + k =
( 2 𝑛− 1 )
4
λ
Dimana L adalah panjang kolom udara (m), n adalah
nada ke-n (n=1,2,3,4,…) dan k adalah jarak dari mulut
tabung yaitu sekitar 0,3 kali diameter tabung, serta λ adalah
panjang gelombang (m). Apabila k disubtitusikan kedalam
rumus tersebut maka diperoleh persamaan panjang
gelombang yaitu :
λ = 2(Ln − Lx)
Dimana Lx = n – 1. Sehingga dapat diperoleh rumus
kecepatan bunyi di udara adalah :
Vt = λ. F
Dimana F adalah frekuensi sumber bunyi dan Vt
adalah kecepatan bunyi di udara pada suhu percobaan.
Sedangkan pada suhu 0°C dapat menggunakan rumus :
Vo = Vt√
273
1 +𝑡
Dimana t sama dengan suhu ruang pada saat
percobaan.
Alasan percobaan ini cukup penting untuk dijadikan
jurnal adalah karena pada kehidupan sehari-hari kita sering
mendengar bunyi, namun banyak pertanyaan seputar bunyi
yang membuat kita penasaran seperti bentuknya, bagaimana
proses terjadinya, kenapa bisa ada bunyi, dan lain
sebagainya. Oleh karena itu, percobaan ini bermanfaat untuk
menambah wawasan praktikan tentang resonansi bunyi dan
menjawab berbagai pertanyaan yang bersangkutan. Selain
itu, praktikan lebih mudah memahami tentang percobaan ini
karena bersangkutan dengan kehidupan sehari-hari. Manfaat
lain dari percobaan ini adalah guna menjadi referensi dan
landasan teori dalam percobaan lain.
II. METODE PRAKTIKUM
Alat dan bahan :
Gambar 1. Soundlevel Meter (gavshop.co.uk)
Gambar 2. Osiloskop (sge.com)
Gambar 3. Tabung Resonansi (sfscientific.com)
Gambar 4. Function Generator (res.cloudinary.com)
Langkah Percobaan :
Menghubungkan mic pada tabung
resonansi dengan sound level meter
Menyambungkan speaker dengan
tabung resonansi dengan function
generator
Mengukur dan mencatat suhu
ruang pada saat percobaan
Menyiapkan alat dan bahan
percobaan
20,8 cm 0,125 0,015 7
∑= 82,7 cm ∑=0,
∑𝐿 2
̅̅̅̅
𝑛
17 , 9
4
= 20,675 cm
|∑(𝐿 2 −𝐿 2
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
0 , 027 cm
2
4 − 1
= 0 , 015 cm
= ( 20 , 675 ± 0 , 015 ) cm
L3(cm)
𝛿L3 | 𝛿L
|
2
38,4 cm 0,425 0,180 7
38,8 cm 0,825 0,680 7
37,2 cm - 0,775 0,600 7
37,5 cm - 0,475 0,225 7
∑= 151,9 cm ∑=1,6 9
∑𝐿 3
̅̅̅̅
𝑛
151 , 9
4
= 37,975 cm
|∑(𝐿 3 −𝐿 3
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
1 , 69 cm
2
4 − 1
= 0 , 975 cm
= (1,69 ± 0 , 975 ) cm
L4(cm)
𝛿L4 | 𝛿L
|
2
∑= 206 cm ∑= 1,
∑𝐿 4
̅̅̅̅
𝑛
206
4
= 51,5 cm
|∑(𝐿 4 −𝐿 4
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
1 , 7 cm
2
4 − 1
= 0 , 981 cm
= (1,7 ± 0 , 981 ) cm
Untuk F= 2 000 Hz
L1(cm)
𝛿L1 |𝛿L1|
2
∑= 23 cm ∑= 0,
∑𝐿 1
̅̅̅̅
𝑛
23
4
= 5,75 cm
|∑(𝐿 1 −𝐿 1
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
0 , 01 cm
2
4 − 1
= 0 , 005 cm
= ( 5 , 75 ± 0 , 005 ) cm
L2(cm)
𝛿L2 | 𝛿L
|
2
∑= 53,8 cm ∑= 3,
∑𝐿 2
̅̅̅̅
𝑛
53 , 8
4
= 13,45 cm
|∑(𝐿 2 −𝐿 2
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
3 , 098 cm
2
4 − 1
= 1, 789 cm
= (13,45 ± 1 , 789 ) cm
L3(cm)
𝛿L3 | 𝛿L
|
2
∑= 81,9 cm ∑=2,
∑𝐿 3
̅̅̅̅
𝑛
81 , 9
4
= 22,275 cm
|∑(𝐿 3 −𝐿 3
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
2 , 247 cm
2
4 − 1
= 1,29 8 cm
= ( 22 , 275 ± 1 , 298 ) cm
L4(cm)
𝛿L4 | 𝛿L
|
2
∑= 125,1 cm ∑= 1,
∑𝐿 4
̅̅̅̅
𝑛
125 , 1
4
= 31,275 cm
|∑(𝐿 4 −𝐿 4
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
1 , 7 cm
2
4 − 1
= 0 , 981 cm
= (1,7 ± 0 , 981 ) cm
Untuk F= 3 000 Hz
L1(cm)
𝛿L1 |𝛿L1|
2
∑= 28 cm ∑=0,
∑𝐿 1
̅̅̅̅
𝑛
28
4
= 7 cm
|∑(𝐿 1 −𝐿 1
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
0 , 2 cm
2
4 − 1
= 0 , 115 cm
= ( 7 ± 0 , 115 ) cm
L2(cm)
𝛿L2 | 𝛿L
|
2
∑=57,7 cm ∑=1,
∑𝐿 2
̅̅̅̅
𝑛
57 , 7
4
= 14,425 cm
| ∑(𝐿 2 −𝐿 2
̅̅̅̅ )
|
2
𝑛− 1
1 , 4965 cm
2
4 − 1
= 0 , 865 cm
= ( 14 , 425 ± 0 , 865 ) cm
L3(cm)
𝛿L3 |𝛿L3|
2
∑= 70,9 cm ∑= 3 , 025
∑𝐿 3
̅̅̅̅
𝑛
70 , 9
4
= 1 7, 725 cm
|∑(𝐿 3 −𝐿 3
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
3 , 025 cm
2
4 − 1
= 1 , 747 cm
= ( 17 , 725 ± 1 , 747 ) cm
L4(cm)
𝛿L4 |𝛿L4|
2
∑= 94 cm ∑= 5 , 051
∑𝐿 4
̅̅̅̅
𝑛
94
4
= 23,5 cm
|∑(𝐿 4 −𝐿 4
̅̅̅̅ )|
2
𝑛− 1
5 , 051 cm
2
4 − 1
= 2 , 91 cm
= ( 23 , 5 ± 2 , 91 ) cm
2. Menentukan Nilai Rerata Panjang Gelombang dan
Ketidakpastiannya
Untuk F= 1 000 Hz
) = 2(20,675-4,475) =32,4 cm= 0,32 m
) = 2(37,975-20,675)=34,6 cm=0,34 m
) = 2(51,5-37,975)=27,05 cm=0,2 7 m
2
∑= 0,93m ∑=0,
∑𝜆
̅
𝑛
0 , 93
3
= 0,31 m
|∑(𝜆−𝜆
̅ )|
2
𝑛− 1
0 , 0026
2
3 − 1
= 0,0019 m
= ( 31 ± 0 , 19 ) x 10
m
Untuk F= 2 000 Hz
) = 2(13,45-5,75)=15,4 cm=0,15 m
) = 2(22,275-13,45)=17,65 cm=0,18 m
) = 2(31,275-22,275)=18 cm= 0,18 cm
2
∑= 0,51 m ∑=0,
∑𝜆
̅
𝑛
0 , 51
3
= 0,17 m
|∑(𝜆−𝜆
̅
)|
2
𝑛− 1
0 , 0006
2
3 − 1
=0,0004 m
= ( 17 ± 0 , 04 ) x 10
m
Untuk F= 3 000 Hz
) = 2(14,425-7)=14,85=0,14 m
) =2(17, 725 - 14,425)= 6,6 cm=0,07 m
) =2(23,5 - 1 7, 725 )= 11,55 cm=0,11 m
2
∑= 0,32 m ∑=0,
∑𝜆
̅
𝑛
0 , 32
3
= 0,106 m
|∑(𝜆−𝜆
̅
)|
2
𝑛− 1
0 , 002468
2
3 − 1
= 0,0018 m
= (10,6 ± 0 , 18 ) x 10
m
3. Menghitung Kecepatan Bunyi di Udara
A. Frekuensi 1000 Hz
- Vt = 𝜆. 𝑓 = 0,31 x 1000= 310 m/s
2
2
2
− 2
2
= 1,9 m/s
Jadi Vt ± ∆𝑉𝑡 = ( 310 ± 1,9) m/s
- Vo = Vt√
273
1 +𝑡
273
1 + 301 𝐾
= 294,74 m/s
273
1 +𝑡
2
2
273
1 + 301
2
2
= 1,71 m/s
Jadi Vo ± ∆𝑉𝑜 = (294,74 ± 1,71) m/s
B. Frekuensi 2000 Hz
- Vt = 𝜆. 𝑓 = 0,17 x 2 000= 34 0 m/s
2
2
2
| 0 , 0004
2
= 0, 8 m/s
Jadi Vt ± ∆𝑉𝑡 = ( 340 ± 0,8) m/s
- Vo = Vt√
273
1 +𝑡
273
1 + 301
= 323 , 27 m/s
273
1 +𝑡
2
2
273
1 + 301
2
2
= 0,72 m/s
Jadi Vo ± ∆𝑉𝑜 = (323,27 ± 0,72) m/s
C. Frekuensi 3000 Hz
- Vt = 𝜆. 𝑓 = 0,106 x 3 000 = 318 m/s
2
2
2
2
= 5,4 m/s
Jadi Vt ± ∆𝑉𝑡 = ( 318 ± 5,4) m/s
- Vo = Vt√
273
1 +𝑡
273
1 + 301
= 302,34 m/s
273
1 +𝑡
2
2
273
1 + 301
2
2
= 4,89 m/s
Jadi Vo ± ∆𝑉𝑜 = (302,34 ± 4,89) m/s
gelombang pada percobaan ini berkesinambungan dengan
nilai panjang kolom udara yang diperoleh pada perhitungan
sebelumnya. Sehingga jika panjang kolom udara bernilai
kecil maka panjang gelombangnya juga memiliki nilai yang
kecil. Dalam perhitungan yang sudah praktikan lakukan
maka diperoleh data nilai rerata panjang kolom udara. Untuk
frekuensi 1000 Hz diperoleh nilai 𝐿 1
sebesar 4,475 cm, 𝐿 2
sebesar 20,675 cm, 𝐿 3
sebesar 37,975 cm, dan 𝐿 4
sebesar
51,5 cm. Untuk frekuensi 2000 Hz diperoleh nilai 𝐿 1
sebesar
5 ,75 cm, 𝐿 2
sebesar 13, 45 cm, 𝐿 3
sebesar 22, 275 cm, dan
sebesar 31,275 cm. Untuk frekuensi 3000 Hz diperoleh
nilai 𝐿 1
sebesar 7 cm, 𝐿 2
sebesar 14, 425 cm, 𝐿 3
sebesar
17 ,7 25 cm, dan 𝐿 4
sebesar 23,5 cm. Sehingga grafik
hubungan antara n dan Ln adalah naik.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Rosianah. 2014. Laporan Praktikum Fisika Dasar 2
Resonansi Bunyi. Cirebon.
[2] Alunso, Marcello.1980. Dasar-Dasar Fisika
Universitas. Jakarta:Erlangga
[3] Oktafinawan, Zulfikar Anshari. 2015. Jurnal Praktikum
Resonansi Gelombang Bunyi. Bandung.
