laporan cepat rambat bunyi di udara
Cepat Rambat Bunyi di Udara
( G-1 )
A. Tujuan
Menentukan cepat rambat bunyi di udara
dengan resonansi
B. Landasan teori /teori dasar
Getaran adalah peristiwa gerakan
bolak-balik yang dialami suatu benda (partikel) secara teratur di titik
kesetimbangan.Getaran terjadi secara berulang-ulang secara teratur,sehingga
sering disebut dengan gerak periodik atau gerak berkala.Contoh peristiwa
getaran adalah ayunan pada sebuah bandul.
Gelombang
adalah getaran yang merambat,sedangkan getaran tunggal yang merambat disebut
pulsa.Gelombang yang perambatannya,memerlukan medium disebut gelombang
mekanik,sedangkan yang merambat melalui ruang hampa atau tanpa medium disebut
gelombang elektromagnetik.Contoh dari gelombang mekanik adalah gelombang
bunyi,sedangkan contoh dari gelombang elektromagnetik adalah cahaya dan
gelombang radio.
Gelombang
mekanik dibagi menjadi 2 yaitu gelombang transversal dan gelombang
longitudinal. Gelombang tranversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak
lurus dengan arah getarnya,sedangkan gelombang longitudinal adalah gelombang
yang arah rambanya berimpit (sejajar) dengan arah getarnya. Dalam perambatannya
gelombang membawa energi.Besarnya energi gelombang ditentukan oleh amplitudonya
dan frekuensinya.
Bunyi
adalah peristiwa yang ditimbulkan oleh getaran benda yang merambat melalui
medium dengan kecepatan tertentu.Syarat terjadinya bunyi yaitu ; harus ada
sumber bunyi,memiliki medium,dan harus ada penerima.Medium untuk bunyi dapat
berupa benda padat,benda cair,dan udara.Hubungan antara cepat rambat bunyi
(v),jarak tempuh (s),dan waktu tempuh (t) dapat dirumuskan :
v
= s
t
Pada
peristiwa bunyi ada yang dinamakan resonansi,resonansi
adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat pengaruh getaran benda
lain yang berfrekuensi sama.Untuk mengetahui peristiwa resonansi.Pada tabung
resonansi tersebut berlaku persamaan :
L
= 1 π(2 n – 1 )
4
Untuk menghitung cepat rambat bunyi di udara,dapat
melakukan percobaan dengan
menggunakan alat auto resonansi (lihat gambar 6).Pada gambar 6 tabung kaca A
dihubungkan oleh pipa karet dengan bejana B,A dan B lalu diisi air
secukupnya.Tabung B dapat digerakan naik
turun untuk mengatur tinggi permukaan air dalam tabung A.Garpu tala G
,yang memiliki nada a',setelah digetarkan kemudian didekatkan pada ujung tabung
A yang terbuka.
Tinggi kolom air dalam tabung
A mula-mula dimulut tabung diturunkan perlahan-lahan,sehingga sehingga pada
suara saat terdengar dengung nadanya dengan keras.Pada saat ini akan timbul
resonansi.
Panjang kolom udara pada saat itu adalah L1. Permukaan air dalam tabung A lalu diturunkan sacara
perlahan-lahan,sehingga terdengar suara resonansi yang kedua kalinya.
Jika jarak dari ujung terbuka tabung A, sampai ke tempat perut gelombang stationer yang
sebenarnya adalah c, maka pada saat
terjadi resonansi pertama (gambar 6.2),adalah
1
L1 + c = 4 π…………………………………………………………………….(1)
Dalam pada saat terjadi resonansi yang kedua (gambar 6.3),adalah :
3
L2 + c = 4 π = ………………………………………………………………….(2)
Dari persamaan (1) dan (2) diperoleh :
1
1 v
L2 – L1 = 2 π = 2 f
Atau :
v = 2f ( L2 – L1 )…………………………………………………………….(3)
Pada persamaan (3),frekuensi garputala nada a' adalah 40 Hz,sedangkan L1
Dan L2 Dapat diukur,dengan demikian cepat rambat bunyi udara (v)
dapat dihitung.
C. Pembahasan Tugas Pendahuluan
1. Jelaskan apa
yang dimaksud dengan bunyi! Apa saja syarat untuk terjadinya bunyi ?
2. Mengapa kilat
lebih cepat dari pada suara Guntur ?
3. Apabila terjadi bunyi yang sangat keras, mengapa kaca-kaca disekitar sumber bunyi tersebut dapat pecah ?
Pembahasan
1. Bunyi adalah peristiwa yang ditimbulkan
oleh getaran benda yang merambat melalui medium dengan kecepatan tertentu.
Syarat terjadinya bunyi :
Ø harus ada sumber bunyi,
Ø memiliki medium,dan
Ø harus ada penerima/alat pendengaran
2. Kilat lebih cepat dari Guntur karena kilat itu berupa
cahaya sedangkan Guntur itu berupa suara/bunyi. Cepat rambat bunyi di udara
sebesar 343,14 m/s sedangkan cahaya cepat rambat di udaranya lbih cepat yaitu
3.108m/s = 300.000.000 m/s
3. Bunyi itu di timbulkan oleh getaran, jadi apabila terjadi
Guntur yang keras maka kaca-kaca itu bergetar dan pecah.
D. Alat dan Bahan
No
|
Nama Alat
|
Jumlah
|
No
|
Nama Bahan
|
Jumlah
|
1
|
Auto resonansi
(FA-
40
|
1
Perangkat
|
1
|
Air
|
Secukupnya
|
2
|
Pembangkit bunyi
|
1 buah
|
|
|
|
3
|
Statif panjang
|
1 buah
|
|
|
|
4
|
Penjepit
|
1 buah
|
|
|
|
E. Langkah-langkah Percobaan
1. Persiapan percobaan
a. Merakit peralatan seperti
pada gambar 6,jepit tabung A dengan kuat agar tidak jatuh.
b.
Mengisi air pada tabung A secukupnya.
c. Mengatur tinggi permukaan air dalam tabung A dengan bejana yang
dihubungkan oleh selang.
2.
Langkah-langkah percobaan
a.
Membuktikan sumber suara ditempatkan sedikit di atas ujung terbuka tabung A.
b.
Mengukur L1 pada waktu terjadi resonansi yang pertama.
c.
Mengukur L2 pada waktu terjadi resonansi yang kedua kalinya dan seterusnya.
d.
Menghitung cepat rambat bunyi di udara dengan menggunakan persamaan (3) pada
teori di atas.
F.
Hasil Pengamatan
Ln ( m )
|
L1 0.04
|
L2 0.08,5
|
L3 0.12,5
|
L4 0.16,5
|
L5 0.20,5
|
L6 0.24
|
L7 0.28
|
L8 0.32
|
L9 0.37
|
L10 0.40
|
G.
Pengolahan Data
Percobaan
|
Frekuensi
(Hz)
|
Ln
(m)
|
Ln+1
(m)
|
Ln+1-Ln
(m)
|
V (m/s)
|
1
|
1000 Hz
|
L1 0.04
|
0,085 m
|
0,45 m
|
0,003 m/s
|
2
|
1000 Hz
|
L2 0.08,5
|
0,125 m
|
0,04 m
|
0,004 m/s
|
3
|
1000 Hz
|
L3 0.12,5
|
0,165 m
|
0,04 m
|
0,004 m/s
|
4
|
1000 Hz
|
L4 0.16,5
|
0,205 m
|
0,04 m
|
0,005 m/s
|
5
|
1000 Hz
|
L5 0.20,5
|
0,24 m
|
0,035 m
|
0,005 m/s
|
6
|
1000 Hz
|
L6 0.24
|
0,28 m
|
0,04 m
|
0,005 m/s
|
7
|
1000 Hz
|
L7 0.28
|
0,32 m
|
0,04 m
|
0,005 m/s
|
8
|
1000 Hz
|
L8 0.32
|
0,37 m
|
0,05 m
|
0,008 m/s
|
9
|
1000 Hz
|
L9 0.37
|
0,40 m
|
0,03 m
|
0,005 m/s
|
10
|
1000 Hz
|
L10 0.40
|
0,44 m
|
0,04 m
|
0,007 m/s
|
Jumlah
|
0,051 m/s
|
||||
Rata-rata
|
0,0051 m/s
|
H.
Pertanyaan dan Jawaban
1.
Gelombang apakah yang timbul dalam kolom udara pada
tabung A,tranvensi atau longitudinal ? serta gambarkan gelombang tersebut ?
2. Dimanakah
letak perut gelombang stationer yang sebenarnya terjadi di atas ujung terbuka tabung
A tersebut ? coba gambarkanlah!
3. Sebutkan
cara-cara lainnya untuk memperlihatkan peristiwa resonansi!
Jawaban
1)
Gelombang
longitudinal, karena gelombang tersebut arah rambatannya sejajar dengan arah
getaranya. Rapatan gelombangnya berbentuk rapatan dan renggangan, sehingga
dapat terjadi dalam zat padat, cair ataupun gas, tetapi tidak pada vakum.
2)
Letak
gelombang stasioner yang sebenarnya yaitu di atas ujung terbuka tabung A.
3)
ª
Terdengarnya suara kereta api dengan jelas pada
sekitar pukul 04.00 dibandingkan dengan pada jam 13.00.
ª
Alarm mobil bereaksi (berbunyi) bila petir yang
sangat kencang menyambar atau motor yang knalpotnya dimodifikasi (suaranya
menjadi lebih keras dan kasar) lewat
ª
Bergetarnya besi rangka jendela di kamar bila mobil
terdengar masuk ke garasi.
ª
mendengarkan suara kilatan petir dan suara petir
yang tidak bersamaan
I.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil percobaan B4 tentang cepat rambat bunyi
di udara dengan menggunakan tabung kaca A yang dihubungkan oleh pipa karet
dengan bejana B kemudian A dan B diisi air secukupnya dan digetarkan sumber
bunyi yang diletakan di atas ujung terbuka tabung A, dapat disimpulkan bahwa
gelombang yang timbul ialah gelombang longitudinal, karena gelombang tersebut
arah rambatannya sejajar dengan arah getarnya. Rapatan gelombangnya berbentuk
rapatan dan rengganagan, sehingga dapat terjadi dalam zat padat, cair atau gas,
tetapi tidak pada vakum. Sedangakan letak perut gelombang berada di atas ujung
terbuka tabung A.
J.
Daftar Pustaka
Kurniatin,Sri. 2006. Sains Fisika SMA kls Xl .Bandung : CV Regina.
Tippler,Paul.
2004 .Physics for Scientists and
Engineers : Mechanics, Oscillations
And Waves,
Thermodynamics (5th ed.ed).W.H
.Freeman.
Universitas
Islam Negri Sunan Gunung Djati 2008. Buku Panduan Praktikum Fisika.
Bandung : UIN SGD.
Komentar
Posting Komentar