LAPORAN
PRAKTIKUM
GELOMBANG DAN OPTIK
“CEPAT RAMBAT GELOMBANG PADA TALI”
Disusun Oleh:
Kelompok 2 Pend.
IPA B 2013
1.
Deassy Laily Paramita (13030654043)
2.
Faiqotul Himmah (13030654049)
3.
Citra Sri Rahayu (13030654065)
4.
Faroh Novianti M. (13030654067)
PROGRAM STUDI
PENDIDIKAN IPA
FAKULTAS
MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS
NEGERI SURABAYA
2015
ABSTRAK
Percobaan “Cepat Rambat Gelombang pada Tali” dilakukan pada tanggal 22
Oktober 2015 di Laboratorium Pendidikan IPA UNESA. Percobaan ini bertujuan untuk menyelidiki pengaruh massa beban terhadap cepat rambat
gelombang pada tali. Metode yang digunakan yaitu dengan melakukan percobaan
sebanyak 5 kali dengan massa beban yang berbeda yaitu sebesar 0,10 kg; 0,12
kg; 0,14 kg; 0,16 kg; dan 0,18 kg yang digantungkan pada dawai. Selanjutnya
dari massa tersebut dapat ditentukan nilai cepat rambat gelombang pada dawai,
dengan menggunakan persamaan v = f x
dan v=
. Dengan menggunakan dua persamaan tersebut,
diperoleh hasil bahwa semakin besar massa beban yang digunakan maka semakin
besar pula cepat rambat gelombang tersebut. Hal ini sudah sesuai dengan teori
yang ada.Dengan
menerapkan kedua persamaan di atas, diperoleh selisih nilai cepat rambat
gelombang pada percobaan 1, 2, 3, 4, dan 5 secara berturut-turut yaitu sebesar
1,10 m/s; 2,36 m/s; 0,95 m/s; 0,37 m/s; dan 1,60 m/s dengan taraf ketidakpastian secara
berturut-turut adalah 6,83 %; 11,80 %; 4,80%; 1,80%; dan 7,40% serta taraf
ketelitian sebesar 93,17 %; 88,20 %; 95,20 %; 98,20 %; dan 92,60 %. Dimana
ketidakpastian tersebut dikarenakan adanya beberapa faktor yang mempengaruhi,
misalnya dawai yang digunakan sudah tidak benar-benar lurus lagi dan banyak
lipatan/ lekukan, dan alat yang digunakan agak error, sehingga praktikan yang harus lebih cermat
lagi dalam melakukan pengukuran panjang dawai saat percobaan.
Kata kunci: massa beban, cepat
rambat gelombang, dan dawai
DAFTAR ISI
Halaman Cover...................................................................................................... i
Abstrak.................................................................................................................. ii
Daftar isi................................................................................................................ iii
BAB
I Pendahuluan............................................................................................ 1
A. Latar
Belakang.......................................................................................... 1
B. Rumusan
Masalah...................................................................................... 2
C. Hipotesis.................................................................................................... 2
D. Tujuan
Percobaan...................................................................................... 2
BAB
II Kajian Teori........................................................................................... 3
BAB
III Metode
Percobaan................................................................................ 10
A. Alat
dan Bahan.......................................................................................... 10
B. Desain Percobaan...................................................................................... 10
C. Variabel
yang Digunakan.......................................................................... 10
D. Prosedur Kerja........................................................................................... 11
E. Alur
Kerja.................................................................................................. 12
BAB
IV Data, Analisis
dan Pembahasan.......................................................... 13
A. Data........................................................................................................... 13
B. Analisis...................................................................................................... 13
C. Pembahasan............................................................................................... 15
BAB
V Penutup................................................................................................... 20
A. Kesimpulan................................................................................................ 20
B. Saran.......................................................................................................... 20
Daftar Pustaka....................................................................................................... 21
LampiranFoto........................................................................................................ 22
Lampiran Perhitungan........................................................................................... 23
BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Gelombang adalah getaran yang
merambat.Di dalam perambatannya tidak diikuti oleh berpindahnya
partikel-partikel perantaranya.Suatu gelombang dapat dilihat panjangnya, bukan zat medium
perantaranya.Suatu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak
antara lembah dan bukit (gelombang tranversal) atau menghitung jarak antara
satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang logitudinal).Berkaitan dengan
gerak gelombang, besaran frekuensi (f) menunjukkan seberapa sering suatu
partikel medium bergetar ketika gelombang melewati medium tersebut.Frekuensi menunjukkan jumlah siklus getaran penuh yang dilakukan
oleh partikel medium dalam satu satuan waktu. Sementara itu, periode gelombang
(T) menunjukkan waktu yang dibutuhkan oleh suatu partikel medium untuk
melakukan satu siklus getaran penuh.Panjang gelombang (λ) adalah jarak yang ditempuh dalam
waktu satu periode.Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang
dalam satu detik.Bila seutas tali dengan tegangan tertentu digetarkan secara terus menerus
maka akan terlihat suatu bentuk gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan
arah rambat gelombang, gelombang ini dinamakan gelombang transversal. Jika
kedua ujungnya terikat, gelombang pada tali itu akan terpantul-pantul dan dapat
menghasilkan gelombang stasioner yang tampak berupa simpul dan perut. Prinsip
gelombang tegak / stasioner tersebut dapat dimanfaatkan untuk menentukan cepat
rambat gelombang pada tali.Dalam percobaan ini kami akan membandingkan hasil perhitungan untuk
mengetahui cepat rambat gelombang berdasarkan prinsip gelombang tegak dan persamaan
cepat rambat gelombang. Percobaan ini akan dilakukan pada tali senar dengan
panjang dan massa tali sama serta alat medel untuk mengetahui jumlah gelombang
yang terjadi pada tali.
B. Rumusan
Masalah
Dari latar belakang di atas, kami
dapat merumuskan masalah sebagai berikut :
“Bagaimana pengaruh massa beban
terhadap cepat rambat gelombang pada tali?”
C.
Hipotesis
Hipotesis pada
percobaan ini yaitu :
“Semakin besar
massa beban maka cepat rambat gelombangnya juga semakin besar”.
D.
Tujuan
Percobaan ini bertujuan untuk :
Menyelidiki pengaruh massa beban
terhadap cepat rambat gelombang pada tali dengan memanfaatkan prinsip–prinsip
gelombang tegak/stasioner dengan persamaan cepat rambat gelombang.
BAB II
KAJIAN TEORI
A.
Cepat Rambat Gelombang pada Tali
Sebuah getaran akan berubah menjadi gelombang. Gelombang
adalah getaran yang merambat.Di dalam perambatannya tidak diikuti oleh
berpindahnya partikel-partikel perantaranya.Pada hakekatnya gelombang merupakan
rambatan energi (energi getaran).
Jika tali digetarkan dengan frekuensi yang tepat, kedua
gelombang akan berinterferensi sedemikian sehingga akan dihasilkan gelombang
berdiri dengan amplitudo besar. Gelombang ini disebut “gelombang berdiri”
karena tampaknya tidak merambat. Gelombang stasioner biasa juga disebut
gelombang tegak,gelombang berdiri atau gelombang diam, karena terbentuk dari
perpaduan atau interferensi dua buah gelombang yang mempunyai amplitudo dan
frekuensi yang sama, tapi arah rambatnya berlawanan. Tali hanya berosilasi ke
atas ke bawah dengan pola yang tetap.Titik interferensi destruktif, dimana tali
tetap diam, disebut simpul; titik-titik interferensi konstruktif, dimana tali
berosilasi dengan amplitudo maksimum, disebut perut.Simpul dan perut tetap di
posisi tertentu untuk frekuensi tertentu. Amplitudo pada gelombang stasioner
tidak konstan, besarnya amplitudo pada setiap titik sepanjang gelombang tidak
sama. Pada simpul amplitudo nol, dan pada perut gelombang amplitudo maksimum.
Gambar
1. Simpul dan Perut pada Gelombang
Berdiri
Sumber:http://www.instafisika.com/
Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan oleh
gelombang untuk menempuh satu panjang gelombang penuh.Panjang gelombang (λ)
adalah jarak yang ditempuh dalam waktu satu periode.Frekuensi gelombang adalah
banyaknya gelombang yang terjadi tiap satuan waktu.Cepat rambat gelombang (v)
adalah jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu. Jadi dapat dirumuskan
bahwa:
v =
λ .f , T =
, maka v =
Keterangan:
v =
Cepat rambat gelombang (m/s)
T =
Periode gelombang (s)
F =
Frekuensi (Hz)
λ =
Panjang gelombang (m)
B.
Gelombang Stasioner
Gelombang stasioner juga disebut gelombang
berdiri.Gelombang stasioner terbentuk akibat gerak medium yang berlawanan arah
dengan gelombang atau akibat pertemuan dua gelombang yang arahnya
berlawanan.contoh gelombang stasioner adalah gelombang pada tali yang
digetarkan terus-menerus. Gelombang datang akan berinteraksi dengan gelombang
pantulan yang berlawanan arah membentuk sebuah gelombang berdiri.
1.
Gelombang
Stasioner pada ujung terikat
Gambar 2. Gelombang Stasioner pada Ujung
Terikat
Sumber: http://fisikastudycenter.com/
Seutas tali diikatkan kuat pada sebuah tiang dan ujung yang
satunya digetarkan terus menerus. Setelah mengenai tiang, gelombang datang akan
terpantul. gelombang pantulan akan berbalik fase. Jadi, gelombang pantulnya
berbeda fase 180 derajat dengan gelombang datang.
Persamaan gelombang datang (dari kiri) adalah yd
= A sin (
t-kx)
sedangkan gelombang pantulannya yang merambat dari kiri kekanan dan fasenya
berubah 180 derajat memiliki persamaan:
yp = - Asin (
t
+ kx).
Hasil pertemuan gelombang datang dengan gelombang pantulan
membentuk sebuah gelombang stasioner.persamaan gelombang stasioner hasil
gabungan gelombang datang dan gelombang pantul itu dapat diperoleh dengan
menjumlahkan simpangan kedua gelombang
y = yd + yp = A sin (
t-kx)
+(-Asin(
t+kx))
Berdasarkan identitas trigonometri kita peroleh persamaan
gelombang stasionernya adalah:
y = 2A sin (kx) cos (
t)
Amplitudo gelombang stasioner pada
ujung terikat itu adalah:
As = 2A sin kx
2.
Gelombang
Stasioner Akibat Pantulan pada Ujung Bebas
Gambar
3. Gelombang Stasioner akibat Pantulan
Ujung Bebas
Yang dimaksud ujung bebas adalah ujung yang bisa bebas
bergerak.Bisa di analogikan pada ujung yang dikaitkan pada cincin.Gelombang
pantulan pada ujung bebas tidak mengalami perubahan fase, hanya berbalik
arah.persamaan gelombang datang adalah yd = A sin (
t-kx),
sedangkan persamaan gelombang pantulannya adalah yp = A sin (
t
+ kx). persamaan gelombang stasioner diperoleh dengan menjumlahkan gelombang
datang dengan gelombang pantulannya.
y = yd + yp = Asin (
t-kx)
+ Asin (
t+kx),
dengan mengingat identitas trigonometri diperoleh:
y = 2A cos (kx) sin (
t)
besar amplitudo gelombang stasioner pada ujung bebas adalah:
As= 2A cos (kx)
Yang menunjukkan besar amplitudo tersebut bergantung
posisinya.Jika ujung tali dibuat tetap, dan frekuensi getaran diatur sehingga
panjang tali merupakan kelipatan dari setengah gelombang, sehingga gelombang
berdiri ini dalam keadaan resonansi. Pola gelombang stasioner ketika terjadi
nada dasar (harmonik pertama), nada atas pertama (harmonik kedua), dan nada
atas kedua (harmonik ketiga) adalah seperti yang ditunjukkan pada gambar
dibawah ini:
Gambar 4.Resonansi pada Ujung Tetap
Sumber: http://fisikon.com/
Frekuensi nada yang dihasilkan bergantung pada pola
gelombang yang terbentuk pada dawai, umumnya sama dengan frekuensi tegangan
bolak balik PLN (50 Hz). Berdasarkan gambar diatas, panjang gelombang nada
dasar, nada dasar pertama, dan nada dasar kedua berturut- turut 2L, L, dan
L.
Secara umum, ketiga panjang gelombang tersebut dapat dinyatakan dengan persamaan:
λn=
atau
λ =
Dengan
demikian, frekuensi nada yang dihasilkan dawai memenuhi persamaan:
fn
=
=
= n . f1
dimana
f1 =
=
adalah frekuensi dasar. Setiap frekuensi
resonan merupakan kelipatan bilangan bulat (2x, 3x, dan seterusnya) dari
frekuensi dasar.
Keterangan:
fn = Frekuensi nada ke- n
(Hz)
v = Cepat rambat gelombang dalam
dawai
L = Panjang dawai
Nilai n = 0, 1, 2, …, yaitu bilangan yang menyatakan nada
dasar, nada atas pertama, nada atas kedua, dan seterusnya. Dengan mengukur
panjang gelombang dan frekuensi yang diketahui ini, cepat rambat gelombang
dawai/tali pada kondisi tertentu dapat ditentukan.
Menurut Mersenne,
frekuensi dawai yang bergetar bergantung pada beberapa faktor, yaitu:
1. Panjang dawai, semakin pendek dawai
semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
2. Tegangan dawai, semakin tegang
dawai, semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
3. Massa jenis bahan dawai, semakin
besar massa jenis bahan dawai, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.
4. Penampang dawai, semakin besar luas
penampang dawai, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.
C.
Hukum Melde
Gambar
5. Rancangan Percobaan Melde
Sumber: http://fisikaoneoke.files.wordpress.com/
Hukum Melde mempelajari tentang besaran-besaran yang mempengaruhi
cepat rambat gelombang transversal pada tali.Jika tali ditegangkan dengan gaya F, kemudian salah satu ujungnya
digetarkan, maka energi getaran tersebut menjalar sepanjang tali dalam bentuk
gelombang transversal yang mempunyai kecepatan (v).
Melalui percobaannya, Melde menemukan bahwa cepat rambat
gelombang pada dawai sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding
terbalik dengan akar massa persatuan panjang dawai.
Dari hasil percobaan itu dapat diperoleh perumusan sebagai
berikut.
v ~
v ~
Sehingga:
v =
dan
=
,
maka:
v =
Keterangan:
v =
Cepat rambat gelombang (m/s)
F =
Berat beban/gaya tegang tali (N)
= Rapat massa tali/massa per satuan panjang
tali (kg/m)
= Massa beban (kg)
= Panjang tali (m)
BAB III
METODE
PERCOBAAN
A.
Alat dan Bahan
-
Alat
meddle 1 set
-
Piring
beban beserta keping-keping beban
B.
Desain Percobaan
Gambar 2.
Rancangan Percobaan Cepat Rambat Gelombang pada Tali
C.
Variabel yang Digunakan
1.
Variabel Respon:
a) Jumlah
gelombang
Definisi
operasional : Jumlah gelombang
adalah banyaknya gelombang yang terlihat ketika vibrator dinyalakan.
b) Cepat
rambat gelombang tali
Definisi
Operasional : Cepat rambat
gelombang v (m/s) adalahkelajuan beserta
arah geraknya.
2. Variabel
Manipulasi : Massa beban (kg)
Definisi
Operasional : Massa beban (kg)
adalah massa benda yang digantung pada ujung tali yang dihubungkan dengan katrol.
3.
Variabel Kontrol:
a) Panjang
tali
Definisi
operasional : Panjang tali (m)
adalah berapa panjang tali tersebut dari vibrator ke katrol.
b) Frekuensi
vibrator
Definisi operasional :
Frekuensi vibrator adalah besar frekuensi yangdigunakan untuk menggetarkan
tali.
D.
Prosedur Percobaan
1.
Ikatlah salah satu ujung tali pada
lengan penggerak vibrator, sedangkan ujung yang lainnya diikatkan pada piring
beban dengan melewati katrol.
2.
Hubungkan vibrator dengan sumber arus
yang berasal dari slide regulator, sehingga lengan penggerak vibrator bergetar
dengan frekuensi yang tetap. Catat frekuensi gerakan vibrator.
3.
Letakkan keeping-keping beban pada
piringan beban, serta mengatur tegangan tali sehingga terjadi gelombang
berdiri.
4.
Hitunglah jumlah simpul yang terjadi di
sepanjang tali.
5.
Ukurlah jarak simpul terjauh.
6.
Ulangi percobaan 3 sampai 5 beberapa
kali dengan jumlah simpul yang berbeda-beda, dengan menambah keping-keping
beban pada piring beban.
7.
Ukurlah massa dan panjang tali
seluruhnya untuk menghitung massa per satuan panjang tali. (menentukan massa
jenis linear)
8.
Lengkapilah tabel pengamatan dan
kesimpulan.
E.
Alur Kerja
|
Ujung
tali 1
|
|
Ujung tali 2
|
|
Vibrator
|
|
Frekuensi
getaran vibrator
|
|
Keping-keping
beban
|
|
Tegangan
tali
|
|
Jumlah
simpul
|
|
Jarak
simpul terjauh
|
|
Massa
dan panjang tali
|
|
Massa
jenis linear
|
|
· Di
ukur
· Di
hitung massa per satuan panjang talinya
·
|
|
· Di
ukur
· Diulangi
3x dengan jumlah simpul yang bebeda dengan menambah keping-keping beban
pada piring beban
|
|
· Di
hitung jumlah simpulnya di sepanjang tali
|
|
· Diatur
hingga terjadi gelombang berdiri
|
|
· Diletakkan
pada piringan beban
|
|
· Di
catat
|
|
· Di
hubungkan dengan sumber arus dari slide regulator sehingga lengan penggerak
vibrator bergetar dengan frekuensi tetap
|
|
· Di
ikatkan pada piring beban dengan melewati katrol
|
|
· Di
ikatkan pada lengan penggerak vibrator
|
BAB
IV
DATA,
ANALISIS, DAN PEMBAHASAN
A. DATA
Dari hasil percobaan
yang telah dilakukan diperoleh data sebagai berikut:
Tabel
Hasil Percobaan Cepat Rambat Gelombang pada Dawai
|
No.
|
(m±0,01)kg
|
n
|
(
±0,1)m
|
F
(N)
|
v=
f x
(v±0,01)m/s
|
v
=
(v±0,01)m/s
|
|
1.
|
0,10
|
4
|
0,3
|
0,980
|
15,00
|
16,10
|
|
2.
|
0,12
|
3
|
0,4
|
1,176
|
20,00
|
17,64
|
|
3.
|
0,14
|
3
|
0,4
|
1,372
|
20,00
|
19,05
|
|
4.
|
0,16
|
3
|
0,4
|
1,568
|
20,00
|
20,37
|
|
5.
|
0,18
|
3
|
0,4
|
1,764
|
20,00
|
21,60
|
Keterangan:
f = 50 Hz
mdawai = 3,68 x 10-3 kg
L
= 0,974 m
g = 9,8 m/s
B. ANALISIS
Dari
data percobaan “Cepat Rambat Gelombang pada Tali” yang telah kami lakukan dapat
diketahui bahwa percobaan tersebut dilakukan sebanyak 5 kali percobaan dengan
massa beban yang berbeda. Massa beban yang digunakan pada percobaan 1,2,3,4,dan
5 secara berturut-turut adalah 0,10 kg; 0,12 kg; 0,14 kg; 0,16 kg; dan 0,18 kg.
Pada percobaan tersebut frekuensi yang digunakan yaitu 50 Hz, dan massa dawai
yang digunakan yaitu sebesar 3,68 x 10-3 kg dengan panjang 0,974 m.
Sedangkan percepatan gravitasi bumi yang digunakan sebesar 9,8 m/s.
Pada
percobaan pertama dengan menggunakan massa beban 0,10 kg diperoleh jumlah perut
sebanyak 4 perut. Dengan menggunakan persamaan
,
diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,3 m. Kemudian dengan menggunakan
persamaan F = m.g didapat berat beban/gaya tegang dawai sebesar 0,980 N.
Selanjutnya untuk menentukan nilai cepat rambat gelombang digunakan dua
persamaan yaitu v= f x
dan v=
.
Dari persamaan tersebut dapat
diketahui nilai cepat rambat gelombang yaitu masing-masing sebesar 15,00 m/s
dan 16,10 m/s.
Pada
percobaan kedua dengan menggunakan massa beban 0,12 kg diperoleh jumlah perut
sebanyak 3 perut. Dengan menggunakan persamaan
,
diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,4 m. Kemudian dengan menggunakan
persamaan F = m.g didapat berat beban/gaya tegang dawai sebesar 1,176 N.
Selanjutnya untuk menentukan nilai cepat rambat gelombang digunakan dua
persamaan yaitu v= f x
dan v=
.
Dari persamaan tersebut dapat
diketahui nilai cepat rambat gelombang yaitu masing-masing sebesar 20,00 m/s
dan 17,64 m/s.
Pada
percobaan ketiga dengan menggunakan massa beban 0,14 kg diperoleh jumlah perut
sebanyak 3 perut. Dengan menggunakan persamaan
,
diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,4 m. Kemudian dengan menggunakan
persamaan F = m.g didapat berat beban/gaya tegang dawai sebesar 1,372 N.
Selanjutnya untuk menentukan nilai cepat rambat gelombang digunakan dua
persamaan yaitu v= f x
dan v=
.
Dari persamaan tersebut dapat
diketahui nilai cepat rambat gelombang yaitu masing-masing sebesar 20,00 m/s
dan 19,05 m/s.
Pada
percobaan keempat dengan menggunakan massa beban 0,16 kg diperoleh jumlah perut
sebanyak 3 perut. Dengan menggunakan persamaan
,
diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,4 m. Kemudian dengan menggunakan
persamaan F = m.g didapat berat beban/gaya tegang dawai sebesar 1,568 N.
Selanjutnya untuk menentukan nilai cepat rambat gelombang digunakan dua
persamaan yaitu v= f x
dan v=
.
Dari persamaan tersebut dapat
diketahui nilai cepat rambat gelombang yaitu masing-masing sebesar 20,00 m/s
dan 20,37 m/s.
Sedangkan
pada percobaan terakhir dengan menggunakan massa beban 0,18 kg diperoleh jumlah
perut sebanyak 3 perut. Dengan menggunakan persamaan
,
diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,4 m. Kemudian dengan menggunakan
persamaan F = m.g didapat berat beban/gaya tegang dawai sebesar 1,764 N.
Selanjutnya untuk menentukan nilai cepat rambat gelombang digunakan dua
persamaan yaitu v= f x
dan v=
.
Dari persamaan tersebut dapat
diketahui nilai cepat rambat gelombang yaitu masing-masing sebesar 20,00 m/s
dan 21,60 m/s.
C. PEMBAHASAN
Percobaan cepat rambat gelombang pada dawai
dilakukan sebanyak 5 kali percobaan dengan massa beban yang berbeda. Massa
beban yang digunakan pada percobaan 1,2,3,4,dan 5 secara berturut-turut yaitu 0,10
kg; 0,12 kg; 0,14 kg; 0,16 kg; dan 0,18 kg sehingga dengan menggunakan
persamaan F = m.g
didapat berat beban/gaya tegang dawai pada masing-masing percobaan sebesar 0,980 N; 1,176 N; 1,372 N; 1,568 N;
dan 1,764 N.
Di
dalam percobaan tersebut, terdapat dua persamaan yang digunakan untuk
menentukan cepat rambat gelombang pada dawai yaitu:
v= f x
....................persamaan 1
dan
v=
....................persamaan 2
Pada
percobaan pertama dengan massa beban 0,10 kg diperoleh 4 perut, dan dengan
menggunakan persamaan
,
diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,3 m. Selanjutnya untuk menentukan
nilai cepat rambat gelombang digunakan dua persamaan yaitu v
= f x
(persamaan 1) dan v=
(persamaan 2). Dari persamaan 1 dan 2 diperoleh nilai cepat rambat
gelombang masing-masing sebesar 15,00 m/s dan 16,10 m/s. Dari hasil perhitungan
tersebut didapatkan selisih sebesar 1,10 m/s dengan taraf ketidakpastian
sebesar 6,83% dan taraf ketelitian sebesar
93,17%.
Pada
percobaan kedua dengan massa beban 0,12 kg diperoleh 3 perut, dan dengan
menggunakan persamaan
,
diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,4 m. Sama halnya dengan percobaan
pertama, untuk menentukan nilai cepat rambat gelombang digunakan dua persamaan
yaitu v
= f x
(persamaan 1) dan v=
(persamaan 2). Dari persamaan 1 dan 2 diperoleh nilai cepat rambat
gelombang masing-masing sebesar 20,00 m/s dan 17,64 m/s. Dari hasil perhitungan
tersebut didapatkan selisih sebesar 2,36 m/s
dengan taraf ketidakpastian sebesar 11,80 % dan taraf ketelitian sebesar 88,20%.
Pada
percobaan ketiga dengan massa beban 0,14 kg diperoleh 3 perut, dan dengan
menggunakan persamaan
,
diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,4 m. Sama halnya dengan percobaan
sebelum-sebelumnya, untuk menentukan nilai cepat rambat gelombang digunakan dua
persamaan yaitu v = f x
(persamaan 1) dan v=
(persamaan 2). Dari persamaan 1 dan 2 diperoleh nilai cepat rambat
gelombang masing-masing sebesar 20,00 m/s dan 19,05 m/s. Dari hasil perhitungan
tersebut didapatkan selisih sebesar 0,95 m/s
dengan taraf ketidakpastian sebesar 4,80 % dan taraf ketelitian sebesar 95,20%.
Pada
percobaan keempat dengan massa beban 0,16 kg diperoleh 3 perut, dan dengan
menggunakan persamaan
,
diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,4 m. Untuk menentukan nilai cepat
rambat gelombang digunakan dua persamaan yaitu v = f x
(persamaan 1) dan v=
(persamaan 2). Dari persamaan 1 dan 2 diperoleh nilai cepat rambat
gelombang masing-masing sebesar 20,00 m/s dan 20,37 m/s. Dari hasil perhitungan
tersebut didapatkan selisih sebesar 0,37 m/s
dengan taraf ketidakpastian sebesar 1,80 % dan taraf ketelitian sebesar 98,20%.
Kemudian
pada percobaan terakhir dengan massa beban 0,18 kg diperoleh 3 perut, dan
dengan menggunakan persamaan
,
diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,4 m. Untuk menentukan nilai cepat
rambat gelombang digunakan dua persamaan yaitu v = f x
(persamaan 1) dan v=
(persamaan 2). Dari persamaan 1 dan 2 diperoleh nilai cepat rambat
gelombang masing-masing sebesar 20,00 m/s dan 21,60 m/s. Dari hasil perhitungan
tersebut didapatkan selisih sebesar 1,60 m/s
dengan taraf ketidakpastian sebesar 7,40 % dan taraf ketelitian sebesar 92,60%.
Dari uraian di atas dapat diketahui
bahwa pada percobaan 1 dengan massa beban 0,10 kg diperoleh panjang gelombang
sebesar 0,3 m sehingga menghasilkan nilai cepat rambat gelombang sebesar 15,00
m/s (dengan menggunakan persamaan 1). Sedangkan pada percobaan 2,3,4, dan 5
diperoleh nilai cepat rambat yang sama yaitu sebesar 20,00 m/s (dengan
menggunakan persamaan 1). Kesamaan nilai cepat rambat gelombang pada percobaan
2,3,4,dan 5 yang menggunakan persamaan v = f x
tersebut dikarenakan jumlah perut yang timbul
saat dawai bergetar adalah sama yaitu 3 perut, sehingga panjang gelombangnya
menjadi sama karena panjang dawai yang digunakan adalah sama. Dengan frekuensi
yang sama dan nilai panjang gelombang yang sama pula, maka diperoleh nilai
cepat rambat gelombang yang sama pula. Namun, ketika melihat percobaan 1 dan 2
dapat diketahui bahwa besar kecilnya massa beban memiliki pengaruh terhadap
cepat rambat gelombang. Dari hasil percobaan 1 dan 2 dengan menggunakan persamaan
v = f x
(persamaan 1) diperoleh bahwa semakin besar
massa beban yang digunakan maka semakin besar pula cepat rambat gelombang
tersebut.
Selanjutnya
dengan menggunakan persamaan v=
(persamaan 2) diperoleh nilai cepat rambat gelombang pada masing-masing percobaan sebesar
16,10 m/s; 17,64 m/s; 19,05 m/s; 20,37 m/s; dan 21,60 m/s. Dari hasil tersebut dapat diketahui secara jelas bahwa
massa beban yang digantungkan berpengaruh terhadap cepat rambat gelombang,
dimana jika massa beban yang digunkan semakin besar maka cepat rambat
gelombangnya juga akan semakin besar. Hal ini dikarenakan massa beban
berpengaruh terhadap F (berat beban/gaya tegang dawai), dimana jika massa beban
semakin besar maka nilai F akan semakin besar. Dengan nilai F yang semakin
besar dan massa jenis linear (
bernilai tetap, maka cepat rambat gelombang
pada dawai akan semakin besar.
Dari percobaan tersebut diketahui
bahwa massa beban yang digunakan pada percobaan tersebut dapat berpengaruh
terhadap cepat rambat gelombang pada dawai yang digetarkan. Dengan demikian
dapat disimpulkan bahwa semakin besar massa beban yang digunakan, maka cepat
rambat gelombang yang dihasilkan juga semakin besar. Hal ini sudah sesuai
dengan teori yang ada.Dari percobaan tersebut diperoleh taraf ketidakpastian
dan taraf ketelitian dari setiap percobaan. Taraf ketidakpastian pada percobaan
1, 2, 3, 4, dan 5 secara berturut-turut adalah 6,83 %; 11,80 %; 4,80%; 1,80%;
dan 7,40% dengan taraf ketelitian sebesar 93,17 %; 88,20 %; 95,20 %; 98,20 %;
dan 92,60 %. Ketidakpastian yang diperoleh dapat disebabkan oleh beberapa
faktor misalnya dawai yang digunakan sudah tidak bisa diluruskan lagi atau
sudah banyak lipatan. Kemudian dari dawai yang sudah tidak dapat diluruskan
tersebut akan mempersulit praktikan dalam melakukan pengukuran panjang dawai,
sehingga hasil pengukuran panjang dawai yang digunakan belum benar-benar
akurat. Dengan demikian, praktikan harus lebih teliti dalam melakukan
pengukuran-pengukuran yang dilakukan dalam percobaan misalnya dalam mengukur
panjang dawai, dan harus berhati-hati dalam menggunakan alat yang terkadang
bisa error ketika digunakan.
|
Dimana
v1 menggunakan persamaan:
v1 = f x
Sedangkan
v2menggunakan persamaan:
v2=
|
|
No.
|
Massa
Beban (kg)
|
v1
(m/s)
|
v2
(m/s)
|
|
1.
|
0,10
|
15,00
|
16,10
|
|
2.
|
0,12
|
20,00
|
17,64
|
|
3.
|
0,14
|
20,00
|
19,05
|
|
4.
|
0,16
|
20,00
|
20,37
|
|
5.
|
0,18
|
20,00
|
21,60
|
BAB
V
PENUTUP
A.
Kesimpulan
Dari hasil
percobaan yang telah dilakukan diperoleh bahwa cepat rambat gelombang pada tali
dapat ditentukan dengan menggunakan dua persamaan yang berbeda yaitu v = f x
dan v=
. Dengan
menerapkan persamaan tersebut diperoleh kesimpulan bahwa semakin besar massa
beban yang digantungkan pada dawai, maka semakin besar pula cepat rambat
gelombang yang dihasilkan. Dimana dengan persamaan tersebut diperoleh nilai
selisih cepat rambat gelombang pada percobaan 1, 2, 3, 4, dan 5 masing-masing
secara berturut-turut yaitu sebesar 1,10 m/s; 2,36 m/s; 0,95 m/s; 0,37 m/s; dan
1,60 m/s dengan taraf ketidakpastian secara berturut-turut adalah 6,83 %;
11,80 %; 4,80%; 1,80%; dan 7,40% serta taraf ketelitian sebesar 93,17 %; 88,20
%; 95,20 %; 98,20 %; dan 92,60 %.
B.
Saran
Saran yang dapat diberikan untuk
percobaan cepat rambat gelombang pada tali yaitu sebaiknya tali/ dawai yang
digunakan masih bagus atau tidak banyak lipatan/ lekukan, dan setelah dawai
digunakan sebaiknya dawai tersebut digulung dan disimpan secara rapi.Selain itu, praktikan harus teliti dalam
melakukan pengukuran panjang dawai, dan praktikan
juga harus sabar serta hati-hati dalam menggunakan alat
yang terkadang error ketika digunakan. Hal ini untuk
mengurangi kesalahan-kesalahan yang dapat terjadi dalam melakukan percobaan.
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim.2015. Gelombang
Bunyi pada Dawai atau Senar (Online).
(http://fisikon.com/kelas3/index.php?option=com_content&view=article&id=87&Itemid=138,
diakses 22 Oktober 2015).
Anonim.2015. Gelombang Stasioner (Online). (http://www.instafisika.com/2015/04/kelas-xii-gelombang-stasioner.html, diakses 23 Oktober 2015).
Anonim.2015. Percobaan Melde (Online). (http://fisikaoneoke.files.wordpress.com/,
diakses 22 Oktober 2015).
Anonim.2015. Persamaan Simpangan Gelombang Stasioner
Ujung Tetap (Online). (http://fisikastudycenter.com/materi-fisika-sma/224-gelombang-persamaan-simpangan-gelombang-stasioner-ujung-tetap,
diakses 23 Oktober 2015).
Giancoli. 1999. Fisika Jilid 1 edisi kelima.
Jakarta : Erlangga.
Tim. 2015.ModulPraktikum
Gelombang dan Optik. Surabaya: Laboratorium IPA Dasar FMIPA Unesa.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar