Docstoc

praktikum fisika

Document Sample
praktikum fisika Powered By Docstoc
					                                                      PERCOBAAN I: MELDE




A. Tujuan
 1. Menentukan besaran-besaran fisis gelombang seperti cepat rambat, panjang
   gelombang, dan frekuensi.
 2. Menentukan hubungan antara tegangan tali dengan besaran-besaran fisis.


B. Alat dan Bahan
 1. Power supply
 2. Vibrator
 3. Katrol dengan penjepit
 4. Benang (besar, sedang, kecil)
 5. Beban gantung / neraca pegas


C. Dasar Teori
          Sifat umum gelombang adalah lajunya bergantung pada sifat medium,
   tetapi tidak bergantung pada gerak relatif sumber gelombang terhadap
   medium. Contohnya laju pada gelombang tali hanya bergantung pada sifat-
   sifat tali. Jika kita mengirim pulsa gelombang melalui tali yang panjang,
   dengan mudah dapat ditunjukkan bahwa laju perjalanan pulsa gelombang
   bertambah jika tegangan tali ditambah. Perbedaan perjalanan gelombang
   juga dipengaruhi oleh massa jenis medium. Makin besar massa jenis medium,
   makin lambat perjalanan gelombang. Jadi, laju perjalanan gelombang (V)
   pada tali berhubungan dengan tegangan (F) dan massa per satuan panjang
   (µ).
          Suatu kawat diberi beban berupa suatu benda. Berat benda ini akan
   memberikan gaya tarik T pada kawat. Massa kawat per satuan panjang ()
   dapat diukur. Jika ujung yang lain digetarkan, maka mula-mula pada kawat

                                                         T
   akan menjalar gelombang dengan kecepatan v =              . Jika sumber getaran
                                                         
   mempunyai frekwensi getar sebesar , maka frekwensi sudut gelombang tali
   adalah  = 2 dan panjang gelombangnya dapat dihitung dari hubungan  =
    v
    f . Gelombang yang pertama menjalar dari ujung P ke ujung Q. Ujung Q ini

   dapat dianggap ujung terikat, sebab pada titik Q tali tidak dapat bergerak.
   Karena adanya beban. Akibatnya, gelombang sinus yang datang akan
   dipantulkan kembali ke ujung P. Pantulan ini menyebabkan perubahan fase
   180o, dan pada tali akan terjadi suatu gelombang berdiri dengan fungsi
   gelombang y =2 A cos wt sin kx.


                        P                                                               Q
  Penggetar




                                                                                     Beban


                                                   Gambar 5.1.

Keterangan gambar :
 Gelombang berdiri pada kawat yang digetarkan
   Untuk suatu panjang kawat tertentu beban ditambah sedikit demi sedikit sehingga
tegangan senar berubah sebanding dengan berat beban, maka pada harga- harga
tertentu tegangan senar, akan terjadi gelombang berdiri pada kawat. Gelombang ini
tidak tampak pada senar puncaknya tidak bergerak pada arah- x. Begitu juga titik-titik
pada tali dengan simpangan O tetap berada pada harga-harga absis yang sama.
Disamping itu amplitudo gelombang berdiri ini jauh lebih besar daripada amplitudo
getaran sumber. Sehingga titik P akan tampak sebagai titik simpul. Keadaan ini
disebut keadaan resonansi. Jadi, pada harga-harga beban tertentu terjadilah resonansi
pada kawat. Resonansi ini ditandai dengan terjadinya gelombang berdiri pada kawat
dengan amplitudo gelombang yang jauh lebih besar daripada amplitudo getaran
sumber. Pada keadaan resonansi fungsi gelombang berdiri dapat ditulis yaitu
   y = A cos sin kx........................................................................................ (5.1)
   Untuk frekwensi sumber tertentu harga-harga beban yang memberikan panjang
gelombang akan menimbulkan gelombang berdiri pada senar dan menimbulkan
                                    v 1 T                      n   T
resonansi dengan persamaan f                     atau f             . Hubungan diatas
                                    λ λ                      2L   
berarti bahwa untuk harga beban (tegangan T) tertentu keadaan resonansi dapat
terjadi pada harga-harga frekwensi getaran sumber yang diberikan.
   Rapat massa dan sifat-sifat medium, menentukan laju gelombang. Gerak sumber
gelombang tidak menentukan laju gelombang. Laju gelombang bergantung pada
tegangan per satuan panjang, hal ini tidak mengherankan, karena pada dasarnya
teganganlah yang mempercepat elemen-elemen massa dalam tali untuk menghasilkan
gelombang.


D. Prosedur Percobaan
 1. Alat-alat dirangkai seperti gambar berikut :




                Penggetar


                                                                           Beban

                                      Gambar 5.2

 2. Vibrator dihubungkan dengan tegangan AC 6 volt, dan hidupkan power sup ly.
 3. Beban diubah- ubah besarannya sehingga pada benang terbentuk pada gelombang
   stasioner.
 4. Panjang gelombang diukur.
 5. Diulangi kegiatan ke-3 sehingga didapat pola gelombang stasioner yang lain, dan
   ukur panjang gelombangnya.
 6. Diulangi lagi kegiatan di atas dengan benang yang berbeda (lebih besar atau lebih
   kecil) sebanyak tiga kali.
E. Jawaban Tugas
  1. Soal : lukislah grafik hubungan antara V2 (kecepatan) dengan F (tegangan tali)
     serta tuliskan hubungan antara V dengan F !
     Jawaban :     F




                                                           V
                                     Gambar 5.3



     Hubungan antara v (kecepatan) dengan F (tegangan) adalah V berbanding lurus
     kuadrat terhadap F dimana semakin besar harga F maka nilai v yang dihasilkan

                                        F
     akan semakin besar yaitu: v =          . Hubungan antara V (kecepatan) dan f
                                        
     (frekwensi) adalah panjang gelombang yang dapat dihitung dari hubungan
          v
     =     .
          f

                                                                        1
  2. Soal : Lukiskan grafik hubungan antara grafik hubungan v2 dengan
                                                                        M
     Jawaban :

          V




                                                          1/m

                        Gambar 5.4
         Hubungan antara v (kecepatan) dengan m (massa) adalah berbanding terbalik,
         dimana semakin besar nilai m maka nilai v yang diperoleh semakin kecil.
   3. Soal : Tulis hubungan antara V terhadap m dan F
         Jawaban :

                                                          f        f
         Hubungan antara v terhadap m dan  yaitu : v        
                                                                 m /L

         Sehingga semakin besar harga  dan semakin kecil harga m, maka nilai v yang
    diperoleh semakin besar.
                F
         v2 
                
 dimana : V = kecepatan (m/s)
             F = tegangan tali (N)
            µ = massa per satuan panjang (g/m)
            Untuk µ konstan, jika F besar, maka kecepatannya bertambah besar juga,
 begitu juga sebaliknya.


F. Data Hasil Percobaan
 1. Benang I dengan µ = 0,3405 gr/m, dan F = 60 Hz
    No               Tegangan               λ (cm)                 N (1/2 λ)
    1                  4,4                   276                         1
    2                  1,5                   137                         2
    3                  0,5                   83                          3




 2. Benang II dengan µ = 0,4990 gr/m, dan F = 60 Hz
    No               Tegangan               λ (cm)                 N (1/2 λ)
     1                 7,3                   276                         1
     2                 1,8                   131                         2
     3                 0,5                   93,5                        3
 3. Benang III dengan µ = 0,9241 gr/m, dan F = 60 Hz
    No               Tegangan               λ (cm)          N (1/2 λ)
    1                  3,7                    137                  2
    2                  1,4                    93                   3
    3                  0,9                    61                   4


G. Pengolahan Data
 Mencari kecepatan rambat gelombang dapat dicari dengan rumus ;

 V=         F/µ


 Contoh perhitungan :

 V=         F/µ

   =       4,4 : 3,450.104
                                                     4
   =       1,13676
 Hasil selanjutnya dapat dilihat pada tabel berikut ini :


 Untuk Benang I dengan µ = 0,3405 gr/m = 3,405.10 -4 kg/m
    No            Tegangan (N)        Cepat rambat gel.      λ (cm)
                                             (m/s)
       1               4,4               1,13676.102              276
       2               1,5                0,6638.102              137
       3               0,5                0,3832.102              83


 Untuk Benang II dengan µ = 0,4990 gr/m = 4,990.10-4 kg/m
    No            Tegangan (N)        Cepat rambat gel.      λ (cm)
                                             (m/s)
       1               7,3                1,2095.102              276
       2               1,8                0,6061.102              137
       3               0,5                0,3165.102          93,5
 Untuk Benang III dengan µ = 0,9241 gr/m = 9,241.10 -4 kg/m
    No            Tegangan (N)             Cepat rambat gel.               λ (cm)
                                                   (m/s)
       1                  3,7                   0,6328.102                  137
       2                  1,4                   0,3893.102                  93
       3                  0,9                   0,3121.102                  61


H. Analisis Data


 Mencari panjang gelombang, berdasarkan rumus :
 λ = V/f                        dimana : λ = panjang gelombang (m)
                                        f = frekuensi (Hz)
                                        V= Cepat rambat gelombang (m/s)
 Contoh perhitungan :
 λ = V/f
 λ = 1,13676.102 = 1,9 m
           60
 Hasil perhitungan selanjutnya dapat dilihat pada tabel di bawah ini :
 1. Untuk benang I , f = 60 Hz
  No            λ hasil            Cepat rambat gel.         λ menurut            Perbedaan
           percobaan                    (m/s)                perhitungan
   1             2,76                1,13676.102                 1,9                0,86
   2             1,37                 0,6638.102                1,11                0,26
   3             0,83                 0,3832.102                0,64                0,19


 2. Untuk benang II , f = 60 Hz
  No            λ hasil            Cepat rambat gel.         λ menurut            Perbedaan
           percobaan                    (m/s)                perhitungan
   1             2,76                 1,2095.102                2,01                0,75
   2             1,37                 0,6061.102                1,01                0,37
   3            0,935                 0,3165.102                0,53                0,405
 3. Untuk benang III , f = 60 Hz
  No        λ hasil            Cepat rambat gel.   λ menurut      Perbedaan
           percobaan                 (m/s)         perhitungan
   1          1,37                 0,6328.102         1,06           0,31
   2          0,93                 0,3893.102         O,65           0,28
   3          0,61                 0,3121.102         0,52           0,09


I. Kesimpulan dan Saran
 Kesimpulan
   1. Jika sumber getaran mempunyai frekuensi getar sebesar f, maka frekuensi
       sudut gelombang tali adalah λ = 2 π f , dan panjang gelombangnya dapat
       dihitung hubungan :


                    λ = V/f
 dengan : λ = panjang gelombang (m)
          V = cepat rambat gelombang (m/s)
          f = frekuensi (Hz)


   2. Bila suatu benang diberi beban, maka beban ini akan memberikan gaya tarik
       (F) pada benang. Massa benang per satuan panjang (µ) dapat diukur. Jika
       ujung lain     digetarkan, maka mula- mula kawat akan menjalar dengan
       kecepatan :


          V = √F/ µ
 dengan ; V = cepat rambat gelombang (m/s)
          F = tegangan tali (N)
          µ = massa per satuan panjang (kg/m)


   3. Terdapat perbedaan panjang gelombang hasil percobaan dengan panjang
       gelombang berdasarkan perhitungan.
   4. Pada harga-harga beban tertentu akan terjadi resonansi yang berbeda pada
       gelombang kawat.
   5. Kesalahan yang terjadi pada percobaan ini dapat terjadi karena kesalahan
         pembacaan alat, keterbatasan kemampuan menggunakan alat, dan faktor alam
         (pada saat itu angin).




 Saran
1. Sebelum melakukan percobaan terlebih dahulu kita menguasai dasar teori agar
   percobaan dapat dilakukan dengan baik
2. Penguasaan alat agar lebih dikuasai sehingga data yang diperoleh lebih akurat.




J.Daftar Pustaka
   Sutrisno.2006.Fisika Dasar. Bandung: penerbit ITB
   Simpen, I Nengah. 2007.Petunjuk Praktikum Fisika Dasar. Bukit jimbaran:
            Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
            Universitas Udayana.
   Sutrisno. 1979. Fisika Dasar Gelombang dan Optik. Penerbit ITB. Bandung.