LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA PERCOBAAN
LAPORAN RESMI PRAKTIKUM FISIKA
PERCOBAAN 3
GELOMBANG BUNYI
KP: D
Disusun Oleh :
1. Andreas Tonny/160214086
2. Ardi Triansyah/160214089
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS SURABAYA
2015
Percobaan 3
(Gelombang Bunyi)
A. Tujuan Percobaan
1.
Memahami gejala resonansi bunyi
2.
Menentukan kecepatan bunyi di udara
3.
Menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera
4.
Menentukan nada dasar dan nada atas untuk panjang kolom udara tertentu
B. Dasar Teori
Bunyi termasuk gelombang longitudinal yang terjadi akibat adanya perapatan dan
peregangan dalam medium padat, cair, atau gas. Gelombang ini dihasilkan ketika suatu benda
bergetar dan menggetarkan medium yang ada di sekitarnya sehingga menimbulkan perapatan
atau peregangan medium tersebut. Ketika gelombang longitudinal merambat sepanjang
medium, gelombang tersebut memindahkan energi dari suatu tempat ke tempat lain atau dari
suatu benda ke benda lainnya.
Rapatan dan regangan terjadi akibat adanya simpangan molekul-molekul dari posisi
setimbangnya. Jika pada gelombang tali simpangan partikel tali terjadi pada arah vertikal
maka simpangan molekul-molekul zat padat, cair, atau gas yang dilalui gelombang bunyi
terjadi pada arah horisontal. Selain dapat meninjau gelombang bunyi dalam bentuk rapatan
atau regangan (simpangan molekul), gelombang bunyi bisa ditinjau dari sudut pandang
tekanan. Ketika terjadi rapatan (molekul-molekul saling berdempetan), tekanan medium
bertambah.
Sebaliknya ketika terjadi peregangan (molekul-molekul saling menjauhi), tekanan
medium menjadi berkurang. Hal-hal yang berkaitan dengan gelombang bunyi, yaitu pertama,
sumber bunyi. Setiap bunyi yang dihasilkan pasti mempunyai sumber bunyi. Sumber bunyi
adalah benda yang bergetar. Kedua, bunyi merambat dari sumber bunyi dalam bentuk
gelombang longitudinal.
Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang terjadi karena perapatan
dan perenggangan dalam medium yang dilalui (mediumnya bisa berupa benda padat, cair atau
gas). Bunyi membutuhkan medium (perantara atau penghantar) agar bisa merambat. Ketiga,
penerima bunyi. Contohnya pada manusia.
Organ telinga merupakan penerima bunyi bagi manusia sehingga manusia dapat
menerima bunyi. Kecepatan rambat gelombang bunyi di udara pada dasarnya dapat dihitung
dengan rumus yang sama dengan menghitung kecepatan rambat gelombang secara umum,
sebagai berikut:
v=λ.f
Keterangan:
v = kecepatan rambat gelombang (m/s)
λ = panjang gelombang (m)
f = frekuensi sumber bunyi (Hz)
Namun, besar panjang gelombang tidak dapat diketahui dengan pengukuran langsung
karena dalam tentunya kita tidak dapat melihat batas satu gelombang di udara. Sehingga
pengukuran panjang gelombang dilakukan pada kolom udara tertentu pada saat terjadi
resonansi. Resonansi merupakan peristiwa di mana ikut bergetarnya benda lain ketika ada
benda lain yang bergetar. Resonansi hanya terjadi jika kedua benda tersebut mempunyai
frekuensi yang sama.
Syarat lain terjadinya resonansi adalah terdapat pertemuan dua gelombang yang
amplitudo maksimumnya saling menguatkan sehingga saat terjadi resonansi terdengar
dengung yang sangat keras. Dalam percobaan ini, jika diilustrasikan ada beberapa
kemungkinan terjadinya resonansi, di mana di air sebagai pemantul terjadi simpul gelombang,
dan di mulut tabung terjadi perut gelombang. Kemungkinan-kemungkinan tersebut dapat
digambarkan sebagai berikut:
Pada kasus tabung resonansi (pipa organa tertutup), sumber bunyi diletakkan di ujung
tabung yang terbuka, lalu digetarkan sehingga gelombang bunyi merambat ke dalam kolom
udara. Oleh karena salah satu ujung pipa tertutup, maka gelombang bunyi akan dipantulkan ke
ujung lainnya.
Adanya dua gelombang bunyi yang merambat dalam arah yang berlawanan maka akan
terjadi interferensi sehingga timbul gelombang bunyi berdiri dalam kolom udara. Agar bisa
timbul gelombang berdiri maka frekuensi kedua gelombang bunyi yang tumpang tindih harus
sama dengan frekuensi alami kolom udara (frekuensi resonansi). Agar bisa terjadi gelombang
berdiri maka ujung pipa yang tertutup harus berperan sebagai titik simpul simpangan (node),
sebaliknya ujung pipa terbuka berperan sebagai titik perut simpangan (anti node), seperti
terlihat pada GAMBAR 1.
Jarak minimum antara titik simpul dan titik perut sebuah gelombang berdiri adalah 1/4
panjang gelombang (1/4 λ), karenanya gelombang berdiri bisa terjadi jika panjang kolom
udara atau panjang pipa minimal harus sama dengan 1/4 λ. Secara matematis dapat ditulis
seperti ini:
L=(2n+1)λ/4
Keterangan:
L = panjang pipa atau panjang kolom udara (m)
λ = panjang gelombang bunyi resonansi (m)
n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, dst
Catatan: resonansi dasar terjadi ketika n = 0, sedangkan n = 1, 2, … menghasilkan resonansi
nada atas pertama, kedua, dst. Pada kenyataannya letak perut gelombang terluar pada saat
resonansi berada sedikit di atas mulut tabung, yakni sekitar 0,3 kali diameter tabung. Untuk
menentukan panjang gelombang bunyi digunakan metode selisih posisi resonansi berurutan
yaitu:
ΔL=L3-L2=λ2
Bila dimasukkan ke dalam persamaan v=λ.f, maka nilai kecepatan rambat bunyi di udara
dapat diperoleh. Selain itu, cepat rambat bunyi di udara dapat dicari melalui metode kecepatan
bunyi sebagai fungsi suhu udara, seperti berikut:
v=√
γRT
M
Keterangan:
V = cepat rambat bunyi di udara (m/s)
γ = tetapan Laplace = 1,4
R = tetapan umum gas ideal = 8,314 J/kmol-1
T = suhu mutlak (K)
M = massa molekul gas (kg kmol-1)=28,8 10-3 kg.mol-1
Dari persamaan di atas, dapat diketahui bahwa cepat rambat bunyi dalam udara tidak
dipengaruhi oleh tekanan, dan berbanding lurus dengan akar suhu mutlaknya. Namun, cepat
rambat bunyi dalam udara berbanding terbalik dengan akar massa jenis normalnya, apabila
tetapan Laplacenya sama.
C. Alat Bahan dan Cara Kerja
a. Alat Bahan
Adapun alat yang diperlukan dalam percobaan ini adalah:
a. Tabung resonansi beserta pengontrol permukaan air, 1 buah.
b. Microphone dan headphone, masing-masing 1 buah.
c. Sumber bunyi dengan frekuensi variabel.
d. Sepotong kayu untuk menggetarkan garpu tala, 1 buah.
e. Rollmeter, 1 buah.
b. Cara Kerja
Untuk melakukan percobaan ini diperlukan langkah-langkah yang runtut, sebagai
berikut:
1. Mencatat suhu dan tekanan udara saat percobaan.
2.Memastikan alat terpasang seperti GAMBAR 3.1
Percobaan a (menentukan kecepatan rambatan bunyi di udara)
3. Mengisi penuh tabung resonansi menggunakan pengontrol permukaan air.
4. Menyalakan sumber bunyi dengan frekuensi tertentu di atas tabung resonansi,
frekuensi yang diperbolehkan antara 450 – 650 Hz.
5. Menurunkan permukaan air (mengubah panjang kolom udara) perlahan-lahan
hingga terdengar suara dengung yang menandakan resonansi gelombang bunyi
pertama.
6. Mencatat kedudukan permukaan air dari mulut tabung sebagai panjang kolom udara,
saat terjadi resonansi.
7. Terus menurunkan permukaan air hingga didapatkan kedudukan permukaan yang
menimbulkan resonansi kedua dan ketiga, kemudian mencatatnya sebagai panjang
kolom udara juga.
8. Melakukan langkah 3 sampai langkah 8 untuk empat frekuensi yang berbeda.
Percobaan b (menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera)
9. Meletakkan garpu tala di atas tabung resonansi dan menurunkan
permukaan air hingga terjadi dengung yang menandakan resonansi pertama.
10. Mencatat kedudukan permukaan air dari mulut tabung sebagai panjang kolom
udara.
11. Terus menurunkan permukaan air sampai didapatkan kedudukan permukaan air
yang menimbulkan resonansi kedua dan ketiga, kemudian mencatatnya juga.
Percobaan c (menentukan nada dasar dan nada atas untuk panjang kolom udara
tertentu)
14. Menetapkan panjang kolom udara tertentu, yaitu dari mulut tabung sampai
permukaan air.
15. Mengubah-ubah frekuensi sumber bunyi hingga didapat frekuensi yang
menyebabkan resonansi pertama, kedua, ketiga, keempat, dan kelima.
16. Mengulangi pengukuran sebanyak lima kali..
D. Data Hasil Pengukuran
1. Skala terkecil roll meter
= 10-1 cm
2. Skala terkecil sumber bunyi penghasil frekuensi
= 1Hz
3. Suhu Udara
= 280C
4. Tekanan Udara
= 755 mmHg
Tabel Hasil Pengukuran (Menentukan cepat rambat bunyi di udara)
Frekuensi sumber bunyi : f1 = 445 Hz
Panjang kolom
udara (m)
Pengukuran ke :
1
2
3
L1
0.222
0.227
0.233
L2
0.434
0.427
0.429
L3
0.801
0.805
0.804
Frekuensi sumber bunyi : f2 = 530 Hz
Panjang kolom
udara (cm)
Pengukuran ke :
1
2
3
L1
0.207
0.205
0.204
L2
0.417
0.411
0.413
L3
0.79
0.797
0.795
Frekuensi sumber bunyi : f3 = 605 Hz
Pengukuran ke :
Panjang kolom
udara (cm)
1
2
3
L1
0.201
0.195
0.197
L2
0.388
0.386
0.386
L3
0.735
0.73
0.735
Frekuensi sumber bunyi : f4 = 680 Hz
Panjang kolom
udara (cm)
Pengukuran ke :
1
2
3
L1
0.171
0.175
0.172
L2
0.365
0.368
0.364
L3
0.642
0.645
0.643
Frekuensi sumber bunyi : f5 = 755 Hz
Panjang kolom
udara (cm)
Pengukuran ke :
1
2
3
L1
0.149
0.145
0.143
L2
0.335
0.34
0.339
L3
0.576
0.57
0.572
2. Menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera
Frekuensi sumber bunyi yang akan ditera :
Pengukuran ke :
Panjang kolom udara (cm)
1
2
3
L1
16.2
16
16.1
L2
56
56.5
56.6
L3
89
85.4
85.3
3. Menentukan nada dasar dan nada atas untuk panjang kolom udara tertentu
Untuk panjang kolom udara tertentu : L = 35 cm
Frekuensi (Hz)
Pengukuran ke :
1
2
3
f1
226
233
236
f2
679
684
680
f3
1308
1309
1310
f4
2028
2041
2047
f5
2610
2615
2620
B. Analisa Kuantitatif
Ralat Langsung ( 1 kali pengukuran)
Skala terkecil rollmeter = 0,1 cm
Ralat = ½ x skala terkecil = 0,005 cm
Skala terkecil sumber bunyi penghasil frekuensi = 1 Hz
Ralat = ½ x skala terkecil = 0,5 Hz
Skala terkecil termometer ruangan = 1OC
Ralat = ½ x skala terkecil = 0,5OC
Skala terkecil barometer = 1 mmHg
Ralat = ½ x skala terkecil = 0,5 mmHg
1. MENENTUKAN KECEPATAN RAMBATAN BUNYI
Frekuensi sumber bunyi : f1 = 445 Hz
Pengukuran ke :
Panjang kolom
udara (m)
1
2
3
ɩ
L1
0.222
0.227
0.233
0.23
L2
0.434
0.427
0.429
0.43
L3
0.801
0.805
0.804
0.80
L2(rata2
)
L3(rata2
)
ΔL(rata2
)
0.43
0.80
0.37
λ
0.75
f
467.12
Frekuensi sumber bunyi : f2 = 530 Hz
Panjang kolom
udara (cm)
Pengukuran ke :
ɩ
1
2
3
L1
0.207
0.205
0.204
0.21
L2
0.417
0.411
0.413
0.41
L3
0.79
0.797
0.795
0.79
L2(rata2)
0.41
L3(rata2)
0.79
ΔL(rata2)
0.38
λ
0.76
f
458.52
Frekuensi sumber bunyi : f3 = 605 Hz
Pengukuran ke :
Panjang kolom
udara (cm)
1
2
3
L1
0.201
0.195
0.197
L2
0.388
0.386
0.386
L3
0.735
0.73
0.735
L2(rata2)
0.39
L3(rata2)
0.73
ΔL(rata2)
0.35
λ
0.69
f
503.05
ɩ
0.20
0.39
0.73
Frekuensi sumber bunyi : f4 = 680 Hz
Panjang kolom
udara (cm)
Pengukuran ke :
ɩ
1
2
3
L1
0.171
0.175
0.172
0.17
L2
0.365
0.368
0.364
0.37
L3
0.642
0.645
0.643
0.64
L2(rata2)
L3(rata2)
ΔL(rata2)
λ
f
0.37
0.64
0.28
0.56
628.06
Frekuensi sumber bunyi : f5 = 755 Hz
Pengukuran ke :
Panjang kolom
udara (cm)
1
2
3
L1
0.149
0.145
0.143
L2
0.335
0.34
0.339
L3
0.576
0.57
0.572
ɩ
0.15
0.34
0.57
L2(rata2)
0.34
L3(rata2)
0.57
ΔL(rata2)
0.23
λ
0.47
f
743.15
Menghitung Rata-rata Panjang Kolom Udara ( L ):
L=
1
L
n∑
¿
0.222+ 0.227+0.233
3
= 0.23 m
Menghitung selisih panjang kolom udara melalui rata-rata panjang kolom L3 atau L2
∆ L=L 3− L2
= 0.80-0.43
= 0.37 m
Menghitung Panjang gelombang
v
f
λ=2 x 0.37
λ=
= 0.75 m
R
8.314
γ
1.4
M
0.0288
T
301
Menghitung kecepatan rambat bunyi
γRT
v=√
M
v = √ 1.4 x 8.314 x 301/0.0288
= 348.7836 m/s
Menghitung frekuensi sumber bunyi
f=
v
λ
f = 348.7836 / 0.75
= 467.12 Hz
o
1
ΔL
Grafik f terhadap
Dimana terdapat :
Sumbu x sebagai f
Sumbu y sebagai
1
ΔL
Xn (f)
Yn
Xn.Yn
Xn2
467.12
2.68
1251.21
218201.09
458.52
2.63
1205.57
210240.59
503.05
2.88
1451.11
253059.30
628.06
3.60
2261.92
394459.36
743.15
4.26
3166.83
552271.92
Σ
2799.9
16.06
9336.65
1628232.27
A=
n
∑ X¿
¿
2
N ∑ X n −¿
∑ X n2 ∑Yn−∑ Xn∑ XnYn
¿
=
B=
2799.9¿ 2
5 x 1628232.27−¿
1628232.27 x 16.06−2799.9 x 9336.65
¿
n
∑X¿
¿
N ∑ X n2−¿
N ∑ XnYn−∑ Xn∑Yn
¿
= 6.515E-05
2
2799.9¿
5 x 1628232.27−¿
5 x 9336.65−2799.9 x 16.06
¿
=
= 0.0057
Grafik f terhadap
4.50
4.00
f(x) = 0.01x + 0
R² = 1
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
400 450 500 550 600 650 700 750 800
Grafik f terhadap
garis regresi
Linear (garis regresi)
f ( Hz)
v =λ × f
v =( 2× ∆ L ) × f
1 2
= ×f
∆L v
y = B
x
Persamaan garis
A = 6.515E-05
B 0.0057
B=
2
v
v=
2
B
R
2
= 0.999
1
=¿ 6.515E-05f + 0.0057
ΔL
Menghitung cepat rambat bunyi dari persamaan garis
B=
2
v
v=
2
B
=
v = 348.7899
2
0.0057
≈
m
s
348.7899
m
s
2. Menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera
Mencari frekuensi garputala yang di tera (f)
v (m/s)
348.7899
348.7899
348.7899
L2 (m)
L3 (m)
ΔL (m)
λ (m)
f (Hz)
56
89
33
66
5.28
56.5
85.4
28.9
57.8
6.03
56.6
85.3
28.7
57.4
6.08
5.80
5.80
f=
v
λ
f = 352.6/66
= 5.34 Hz
δn
δn^2
-0.51
0.26
0.24
0.06
0.28
0.08
0.40
f=
1
fi
n∑
¿
5.28+ 6.03+ 6.08
3
Menghitung Standard deviasi:
Σ δ2
Sf =
=
(N−1)
√
√
= 5.80 m
0.40
(3−1)
= 0.44549 cm
f = 5.80 ± 0.44549 Hz
3. Menentukan nada dasar dan nada atas untuk panjang kolom udara tertentu
Untuk panjang kolom udara tertentu : L = 35 cm
Pengukuran ke :
Frekuensi (Hz)
1
2
3
f
f1
226
233
236
231.67
f2
679
684
680
681.00
f3
1308
1309
1310
1309.00
f4
2028
2041
2047
2038.67
f5
2610
2615
2620
2615.00
Perbandingan Percobaan = 1 : 3 : 5 : 9 : 11
Perbandingan Literatur
o
=1:3:5:7:9
Menghitung eror dan akurasi pada gelombang bunyi
1. Menentukan cepat rambat bunyi di udara
Literatur teori yang disediakan yaitu menggunakan 340 m/s sebagai cepat rambat
bunyi di udara.
−Literatur
|V grafikLiteratur
|x 100
Error=
|348.7899−340
|x 100 =¿
340
Error=
2.58 %
% Akurasi = 100% - 2.58 %
= 97.42 %
E. Analisa Kualitatif
Pada percobaan 3, “Gelombang Bunyi” praktikan melakukan tiga sub-judul percobaan
yang berbeda. Pada percobaan , praktikan diminta menentukan cepat rambat bunyi di udara,
Menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera dan menentukan nada dasar dan nada
atas untuk panjang kolom udara tertentu
Dalam rambatannya gelombang bunyi mempunyai besaran kecepatan, frekuensi, dan
panjang gelombang.
λ=
Dimana
v
f
λ = panjang gelombang bunyi
v = cepat rambat bunyi di udara
f = frekuensi gelombang bunyi = frekuensi
Percobaan ini menggunakan tabung resonansi, dengan cara memasukkan air ke dalam
tabung sehingga berfungsi sebagai tabung organa tertutup. Jika terjadi resonansi, maka
permukaan air merupakan tempat simpul gelombang, sedang ujung tabung yang terbuka
merupakan tempat perut gelombang. Praktikan dalam menentukan panjang kolom udara
diberikan frekuensi sumber bunyi antara lain f1 = 445 Hz, f2= 530 Hz, f3= 605 Hz, f4= 680
Hz dan f5 = 755 Hz. Untuk menentukan sumber bunyi yang akan ditera dengan menggunakan
speaker hitam untuk menentukan panjang kolom udara, selain itu untuk nada dasar dan nada
atas praktikan mendapatkan panjang kolom udara tertentu sebesar 0.35 m.
Pada percobaan kali ini praktikan mendapatkan cepat rambat bunyi di udara secara grafik
yaitu 348.7899
m
. Dengan hasil perhitungan eror didapatkan 2.58 % dan akurasi praktikan
s
pada percobaan 3 gelombang bunyi ini yaitu 97.42 %. Setelah itu, praktikan menentukan
frekuensi sumber bunyi yang akan di tera dimana didapatkan hasil frekuensi sebesar f = 5.80 ±
0.44549 Hz. Untuk menentukan nada dasar didapatkan hasil literaturnya 1:3:5:7:9 itu
praktikan mendapatkan kesalahan dari bunyi yang diukur tidak teliti maka didapatkan hasil
percobaan 1:3:5:9:11 hasilnya berbeda jauh dengan hasil yang diharapkan.
Panjang kolom udara dalam tabung dapat diatur dengan mengubah posisi permukaan
Kle
airnya. Pada kolom udara yang terpendek, maka panjangnya akan sama dengan seperempat
panjang gelombangnya. Bunyi yang terdengar merupakan bunyi paling kuat, sedang panjang
Resonan
Tabun
si
g
kolom udara yang lebih panjang, yaitu 3/4 panjang gelombang, dan seterusnya, bunyi yang
terdengar makin lemah.
Sebenarnya letak perut gelombang terluar pada saat resonansi berada sedikit di atas mulut
tabung sekitar 0,3 kali diameter tabung. Oleh karena itu untuk menentukan panjang
gelombang bunyi dipakai metoda selisih posisi resonansi berurutan, sebagai berikut:
ΔL = ∆ L3−∆ L2 Bila panjang kolom udara dalam tabung tidak diubah, maka hanya
frekuensi-frekuensi tertentu saja yang menghasilkan resonansi.
Selain itu, cepat rambat bunyi di udara dapat dicari melalui metode kecepatan bunyi
sebagai fungsi suhu udara, seperti berikut
γ RT
v=
M
√
Keterangan: v = cepat rambat bunyi di udara (m/s) ; γ = tetapan Laplace = 1,4 ; R =
tetapan umum gas ideal = 8300 J/kmol -1 K-1 ; T = suhu mutlak (K) ; M = massa molekul gas
(kg kmol-1)=28,8 kg kmol-1. Dalam hal ini ruangan didapatkan suhu konstan 28 0C diubah
menjadi Kelvin 301 K , Dengan memasukkan angka-angka tetapan serta hasil pengukuran
suhu ruangan saat dilakukan percobaan, maka praktikan mendapatkan cepat rambat bunyi
sebesar 348,7836 m/s
Dari persamaan di atas, dapat diketahui bahwa cepat rambat bunyi dalam udara tidak
dipengaruhi oleh tekanan, dan berbanding lurus dengan akar suhu mutlaknya. Namun, cepat
rambat bunyi dalam udara berbanding terbalik dengan akar massa jenis normalnya, apabila
tetapan Laplacenya sama.
Dalam praktikum percobaan kali ini kami mendapatkan factor-factor yang membuat
percobaan kali ini melakukan kesalahan. Yang pertama praktikan dalam melakukan
pengukuran yang meliputi pengukuran panjang kolom udara, yang kedua yaitu factor alat
percobaan yang digunakan Alat yang digunakan tidak berada dalam kondisi yang ideal
misalnya frekuensi sumber bunyi yang tidak tetap (naik-turun), headphone yang tidak
terdengar jelas, dan lain-lain.
Berdasarkan hasil percobaan yang diperoleh pula, dapat dilihat bahwa semakin besar
frekuensi sumber bunyi yang digunakan, maka panjang gelombang yang dihasilkan semakin
kecil. Dari hasil tersebut, ditemukan perbandingan nada dasar dibanding nada atas pertama
dibanding nada atas kedua dibanding nada atas ketiga dibanding nada atas keempat sebesar
1:3:5:7:9. Hal ini tentunya pada penjelasan dengan teori harus sama, maka kami tentunya
tidak sama dengan teori yang menyatakan bahwa perbandingan nada dasar dibanding nada
atas pertama sampai keempat pada pipa organa tertutup berturut – turut adalah 1:3:5:7:9.
Disini praktikan terdapat kesalahan saat menentukan nada dasar dan nada atas.
Untuk analisa grafiknya kami mendapatkan hasil grafik A = 6.515E-05 dan B =
0.0057 maka didapatkan grafik dengan y = 0.0057x + 6.515E-05.
F. Kesimpulan
1. Praktikan dapat menentukan cepat rambat bunyi di udara dengan tiga metode
berbeda. Melalui metode persamaan, dengan memanfaatkan persamaan cepat rambat bunyi di
udara sebagai fungsi suhu, v=γRTM ditemukan harga cepat rambat bunyi di udara sebesar
348.7899
m
. untuk menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera f = 5.80 ±
s
0.44549 Hz. Sedangkan teori menyebutkan cepat rambat bunyi di udara sebesar 340 m/s.
Perbedaan tersebut disebabkan berbagai hal, di antaranya faktor alat yang tidak ideal,
ketidaktelitian praktikan, pendengaran setiap individu yang berbeda, suhu udara dan tekanan
udara di laboraturium yang berbeda dengan suhu udara dan tekanan udara yang diharapkan.
Dapat disimpulkan pula bahwa frekuensi bunyi berbanding terbalik dengan panjang
gelombang bunyi yang dihasilkan.
2. Praktikan dapat memahami gejala resonansi bunyi yang pada percobaan ini
dapat diketahui lewat suara dengungan yang keras yang terjadi karena interferensi gelombang
bunyi dimana simpul-simpul dari gelombang bunyi yang saling menguatkan sehingga
amplitudonya semakin besar. Semakin besar amplitudonya, maka suara dengungan semakin
keras.
3. pada percobaan untuk menentukan nada dasar dan nada atas praktikan dapat
menentukan perbandingan nada dasar dari nada atas pertama, nada atas kedua, nada atas
ketiga, dan nada atas keempat pada pipa organa tertutup. Secara teori didapatkan 1:3:5:7:9,
dan hasil pengukuran praktikan mendapatkan perbandingannya 1:3:5:9:11. Disini harapan
untuk mencapai kesamaan dengan teori tidak sama karena kesalahan praktikan saat
menentukan titik bunyi dengan dengungan yang keras.
4. Hal tersebut menunjukkan akurasi yang didapatkan 97.42% dengan eror yang
dihasilkan yaitu 2.58 %.
DAFTAR PUSTAKA
1. Irawati, fenny, dkk. 2015. Petujuk Praktikum Fisika Berdasarkan Kurikulum 2010.
Buku tidak diterbitkan. Universitas Surabaya. Surabaya.
2. Sutrisno , Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB , 2000
3. Halliday, D.,Resnick, R., Walker, J., Fundamentals of physics, john wiley “& sons,
1997.
4. http://www.informasi-pendidikan.com/2014/12/cepat-rambat-bunyi.html. diakses
pada jumat, 24 mei 2015.
PERCOBAAN 3
GELOMBANG BUNYI
KP: D
Disusun Oleh :
1. Andreas Tonny/160214086
2. Ardi Triansyah/160214089
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK KIMIA
UNIVERSITAS SURABAYA
2015
Percobaan 3
(Gelombang Bunyi)
A. Tujuan Percobaan
1.
Memahami gejala resonansi bunyi
2.
Menentukan kecepatan bunyi di udara
3.
Menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera
4.
Menentukan nada dasar dan nada atas untuk panjang kolom udara tertentu
B. Dasar Teori
Bunyi termasuk gelombang longitudinal yang terjadi akibat adanya perapatan dan
peregangan dalam medium padat, cair, atau gas. Gelombang ini dihasilkan ketika suatu benda
bergetar dan menggetarkan medium yang ada di sekitarnya sehingga menimbulkan perapatan
atau peregangan medium tersebut. Ketika gelombang longitudinal merambat sepanjang
medium, gelombang tersebut memindahkan energi dari suatu tempat ke tempat lain atau dari
suatu benda ke benda lainnya.
Rapatan dan regangan terjadi akibat adanya simpangan molekul-molekul dari posisi
setimbangnya. Jika pada gelombang tali simpangan partikel tali terjadi pada arah vertikal
maka simpangan molekul-molekul zat padat, cair, atau gas yang dilalui gelombang bunyi
terjadi pada arah horisontal. Selain dapat meninjau gelombang bunyi dalam bentuk rapatan
atau regangan (simpangan molekul), gelombang bunyi bisa ditinjau dari sudut pandang
tekanan. Ketika terjadi rapatan (molekul-molekul saling berdempetan), tekanan medium
bertambah.
Sebaliknya ketika terjadi peregangan (molekul-molekul saling menjauhi), tekanan
medium menjadi berkurang. Hal-hal yang berkaitan dengan gelombang bunyi, yaitu pertama,
sumber bunyi. Setiap bunyi yang dihasilkan pasti mempunyai sumber bunyi. Sumber bunyi
adalah benda yang bergetar. Kedua, bunyi merambat dari sumber bunyi dalam bentuk
gelombang longitudinal.
Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang terjadi karena perapatan
dan perenggangan dalam medium yang dilalui (mediumnya bisa berupa benda padat, cair atau
gas). Bunyi membutuhkan medium (perantara atau penghantar) agar bisa merambat. Ketiga,
penerima bunyi. Contohnya pada manusia.
Organ telinga merupakan penerima bunyi bagi manusia sehingga manusia dapat
menerima bunyi. Kecepatan rambat gelombang bunyi di udara pada dasarnya dapat dihitung
dengan rumus yang sama dengan menghitung kecepatan rambat gelombang secara umum,
sebagai berikut:
v=λ.f
Keterangan:
v = kecepatan rambat gelombang (m/s)
λ = panjang gelombang (m)
f = frekuensi sumber bunyi (Hz)
Namun, besar panjang gelombang tidak dapat diketahui dengan pengukuran langsung
karena dalam tentunya kita tidak dapat melihat batas satu gelombang di udara. Sehingga
pengukuran panjang gelombang dilakukan pada kolom udara tertentu pada saat terjadi
resonansi. Resonansi merupakan peristiwa di mana ikut bergetarnya benda lain ketika ada
benda lain yang bergetar. Resonansi hanya terjadi jika kedua benda tersebut mempunyai
frekuensi yang sama.
Syarat lain terjadinya resonansi adalah terdapat pertemuan dua gelombang yang
amplitudo maksimumnya saling menguatkan sehingga saat terjadi resonansi terdengar
dengung yang sangat keras. Dalam percobaan ini, jika diilustrasikan ada beberapa
kemungkinan terjadinya resonansi, di mana di air sebagai pemantul terjadi simpul gelombang,
dan di mulut tabung terjadi perut gelombang. Kemungkinan-kemungkinan tersebut dapat
digambarkan sebagai berikut:
Pada kasus tabung resonansi (pipa organa tertutup), sumber bunyi diletakkan di ujung
tabung yang terbuka, lalu digetarkan sehingga gelombang bunyi merambat ke dalam kolom
udara. Oleh karena salah satu ujung pipa tertutup, maka gelombang bunyi akan dipantulkan ke
ujung lainnya.
Adanya dua gelombang bunyi yang merambat dalam arah yang berlawanan maka akan
terjadi interferensi sehingga timbul gelombang bunyi berdiri dalam kolom udara. Agar bisa
timbul gelombang berdiri maka frekuensi kedua gelombang bunyi yang tumpang tindih harus
sama dengan frekuensi alami kolom udara (frekuensi resonansi). Agar bisa terjadi gelombang
berdiri maka ujung pipa yang tertutup harus berperan sebagai titik simpul simpangan (node),
sebaliknya ujung pipa terbuka berperan sebagai titik perut simpangan (anti node), seperti
terlihat pada GAMBAR 1.
Jarak minimum antara titik simpul dan titik perut sebuah gelombang berdiri adalah 1/4
panjang gelombang (1/4 λ), karenanya gelombang berdiri bisa terjadi jika panjang kolom
udara atau panjang pipa minimal harus sama dengan 1/4 λ. Secara matematis dapat ditulis
seperti ini:
L=(2n+1)λ/4
Keterangan:
L = panjang pipa atau panjang kolom udara (m)
λ = panjang gelombang bunyi resonansi (m)
n = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, dst
Catatan: resonansi dasar terjadi ketika n = 0, sedangkan n = 1, 2, … menghasilkan resonansi
nada atas pertama, kedua, dst. Pada kenyataannya letak perut gelombang terluar pada saat
resonansi berada sedikit di atas mulut tabung, yakni sekitar 0,3 kali diameter tabung. Untuk
menentukan panjang gelombang bunyi digunakan metode selisih posisi resonansi berurutan
yaitu:
ΔL=L3-L2=λ2
Bila dimasukkan ke dalam persamaan v=λ.f, maka nilai kecepatan rambat bunyi di udara
dapat diperoleh. Selain itu, cepat rambat bunyi di udara dapat dicari melalui metode kecepatan
bunyi sebagai fungsi suhu udara, seperti berikut:
v=√
γRT
M
Keterangan:
V = cepat rambat bunyi di udara (m/s)
γ = tetapan Laplace = 1,4
R = tetapan umum gas ideal = 8,314 J/kmol-1
T = suhu mutlak (K)
M = massa molekul gas (kg kmol-1)=28,8 10-3 kg.mol-1
Dari persamaan di atas, dapat diketahui bahwa cepat rambat bunyi dalam udara tidak
dipengaruhi oleh tekanan, dan berbanding lurus dengan akar suhu mutlaknya. Namun, cepat
rambat bunyi dalam udara berbanding terbalik dengan akar massa jenis normalnya, apabila
tetapan Laplacenya sama.
C. Alat Bahan dan Cara Kerja
a. Alat Bahan
Adapun alat yang diperlukan dalam percobaan ini adalah:
a. Tabung resonansi beserta pengontrol permukaan air, 1 buah.
b. Microphone dan headphone, masing-masing 1 buah.
c. Sumber bunyi dengan frekuensi variabel.
d. Sepotong kayu untuk menggetarkan garpu tala, 1 buah.
e. Rollmeter, 1 buah.
b. Cara Kerja
Untuk melakukan percobaan ini diperlukan langkah-langkah yang runtut, sebagai
berikut:
1. Mencatat suhu dan tekanan udara saat percobaan.
2.Memastikan alat terpasang seperti GAMBAR 3.1
Percobaan a (menentukan kecepatan rambatan bunyi di udara)
3. Mengisi penuh tabung resonansi menggunakan pengontrol permukaan air.
4. Menyalakan sumber bunyi dengan frekuensi tertentu di atas tabung resonansi,
frekuensi yang diperbolehkan antara 450 – 650 Hz.
5. Menurunkan permukaan air (mengubah panjang kolom udara) perlahan-lahan
hingga terdengar suara dengung yang menandakan resonansi gelombang bunyi
pertama.
6. Mencatat kedudukan permukaan air dari mulut tabung sebagai panjang kolom udara,
saat terjadi resonansi.
7. Terus menurunkan permukaan air hingga didapatkan kedudukan permukaan yang
menimbulkan resonansi kedua dan ketiga, kemudian mencatatnya sebagai panjang
kolom udara juga.
8. Melakukan langkah 3 sampai langkah 8 untuk empat frekuensi yang berbeda.
Percobaan b (menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera)
9. Meletakkan garpu tala di atas tabung resonansi dan menurunkan
permukaan air hingga terjadi dengung yang menandakan resonansi pertama.
10. Mencatat kedudukan permukaan air dari mulut tabung sebagai panjang kolom
udara.
11. Terus menurunkan permukaan air sampai didapatkan kedudukan permukaan air
yang menimbulkan resonansi kedua dan ketiga, kemudian mencatatnya juga.
Percobaan c (menentukan nada dasar dan nada atas untuk panjang kolom udara
tertentu)
14. Menetapkan panjang kolom udara tertentu, yaitu dari mulut tabung sampai
permukaan air.
15. Mengubah-ubah frekuensi sumber bunyi hingga didapat frekuensi yang
menyebabkan resonansi pertama, kedua, ketiga, keempat, dan kelima.
16. Mengulangi pengukuran sebanyak lima kali..
D. Data Hasil Pengukuran
1. Skala terkecil roll meter
= 10-1 cm
2. Skala terkecil sumber bunyi penghasil frekuensi
= 1Hz
3. Suhu Udara
= 280C
4. Tekanan Udara
= 755 mmHg
Tabel Hasil Pengukuran (Menentukan cepat rambat bunyi di udara)
Frekuensi sumber bunyi : f1 = 445 Hz
Panjang kolom
udara (m)
Pengukuran ke :
1
2
3
L1
0.222
0.227
0.233
L2
0.434
0.427
0.429
L3
0.801
0.805
0.804
Frekuensi sumber bunyi : f2 = 530 Hz
Panjang kolom
udara (cm)
Pengukuran ke :
1
2
3
L1
0.207
0.205
0.204
L2
0.417
0.411
0.413
L3
0.79
0.797
0.795
Frekuensi sumber bunyi : f3 = 605 Hz
Pengukuran ke :
Panjang kolom
udara (cm)
1
2
3
L1
0.201
0.195
0.197
L2
0.388
0.386
0.386
L3
0.735
0.73
0.735
Frekuensi sumber bunyi : f4 = 680 Hz
Panjang kolom
udara (cm)
Pengukuran ke :
1
2
3
L1
0.171
0.175
0.172
L2
0.365
0.368
0.364
L3
0.642
0.645
0.643
Frekuensi sumber bunyi : f5 = 755 Hz
Panjang kolom
udara (cm)
Pengukuran ke :
1
2
3
L1
0.149
0.145
0.143
L2
0.335
0.34
0.339
L3
0.576
0.57
0.572
2. Menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera
Frekuensi sumber bunyi yang akan ditera :
Pengukuran ke :
Panjang kolom udara (cm)
1
2
3
L1
16.2
16
16.1
L2
56
56.5
56.6
L3
89
85.4
85.3
3. Menentukan nada dasar dan nada atas untuk panjang kolom udara tertentu
Untuk panjang kolom udara tertentu : L = 35 cm
Frekuensi (Hz)
Pengukuran ke :
1
2
3
f1
226
233
236
f2
679
684
680
f3
1308
1309
1310
f4
2028
2041
2047
f5
2610
2615
2620
B. Analisa Kuantitatif
Ralat Langsung ( 1 kali pengukuran)
Skala terkecil rollmeter = 0,1 cm
Ralat = ½ x skala terkecil = 0,005 cm
Skala terkecil sumber bunyi penghasil frekuensi = 1 Hz
Ralat = ½ x skala terkecil = 0,5 Hz
Skala terkecil termometer ruangan = 1OC
Ralat = ½ x skala terkecil = 0,5OC
Skala terkecil barometer = 1 mmHg
Ralat = ½ x skala terkecil = 0,5 mmHg
1. MENENTUKAN KECEPATAN RAMBATAN BUNYI
Frekuensi sumber bunyi : f1 = 445 Hz
Pengukuran ke :
Panjang kolom
udara (m)
1
2
3
ɩ
L1
0.222
0.227
0.233
0.23
L2
0.434
0.427
0.429
0.43
L3
0.801
0.805
0.804
0.80
L2(rata2
)
L3(rata2
)
ΔL(rata2
)
0.43
0.80
0.37
λ
0.75
f
467.12
Frekuensi sumber bunyi : f2 = 530 Hz
Panjang kolom
udara (cm)
Pengukuran ke :
ɩ
1
2
3
L1
0.207
0.205
0.204
0.21
L2
0.417
0.411
0.413
0.41
L3
0.79
0.797
0.795
0.79
L2(rata2)
0.41
L3(rata2)
0.79
ΔL(rata2)
0.38
λ
0.76
f
458.52
Frekuensi sumber bunyi : f3 = 605 Hz
Pengukuran ke :
Panjang kolom
udara (cm)
1
2
3
L1
0.201
0.195
0.197
L2
0.388
0.386
0.386
L3
0.735
0.73
0.735
L2(rata2)
0.39
L3(rata2)
0.73
ΔL(rata2)
0.35
λ
0.69
f
503.05
ɩ
0.20
0.39
0.73
Frekuensi sumber bunyi : f4 = 680 Hz
Panjang kolom
udara (cm)
Pengukuran ke :
ɩ
1
2
3
L1
0.171
0.175
0.172
0.17
L2
0.365
0.368
0.364
0.37
L3
0.642
0.645
0.643
0.64
L2(rata2)
L3(rata2)
ΔL(rata2)
λ
f
0.37
0.64
0.28
0.56
628.06
Frekuensi sumber bunyi : f5 = 755 Hz
Pengukuran ke :
Panjang kolom
udara (cm)
1
2
3
L1
0.149
0.145
0.143
L2
0.335
0.34
0.339
L3
0.576
0.57
0.572
ɩ
0.15
0.34
0.57
L2(rata2)
0.34
L3(rata2)
0.57
ΔL(rata2)
0.23
λ
0.47
f
743.15
Menghitung Rata-rata Panjang Kolom Udara ( L ):
L=
1
L
n∑
¿
0.222+ 0.227+0.233
3
= 0.23 m
Menghitung selisih panjang kolom udara melalui rata-rata panjang kolom L3 atau L2
∆ L=L 3− L2
= 0.80-0.43
= 0.37 m
Menghitung Panjang gelombang
v
f
λ=2 x 0.37
λ=
= 0.75 m
R
8.314
γ
1.4
M
0.0288
T
301
Menghitung kecepatan rambat bunyi
γRT
v=√
M
v = √ 1.4 x 8.314 x 301/0.0288
= 348.7836 m/s
Menghitung frekuensi sumber bunyi
f=
v
λ
f = 348.7836 / 0.75
= 467.12 Hz
o
1
ΔL
Grafik f terhadap
Dimana terdapat :
Sumbu x sebagai f
Sumbu y sebagai
1
ΔL
Xn (f)
Yn
Xn.Yn
Xn2
467.12
2.68
1251.21
218201.09
458.52
2.63
1205.57
210240.59
503.05
2.88
1451.11
253059.30
628.06
3.60
2261.92
394459.36
743.15
4.26
3166.83
552271.92
Σ
2799.9
16.06
9336.65
1628232.27
A=
n
∑ X¿
¿
2
N ∑ X n −¿
∑ X n2 ∑Yn−∑ Xn∑ XnYn
¿
=
B=
2799.9¿ 2
5 x 1628232.27−¿
1628232.27 x 16.06−2799.9 x 9336.65
¿
n
∑X¿
¿
N ∑ X n2−¿
N ∑ XnYn−∑ Xn∑Yn
¿
= 6.515E-05
2
2799.9¿
5 x 1628232.27−¿
5 x 9336.65−2799.9 x 16.06
¿
=
= 0.0057
Grafik f terhadap
4.50
4.00
f(x) = 0.01x + 0
R² = 1
3.50
3.00
2.50
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
400 450 500 550 600 650 700 750 800
Grafik f terhadap
garis regresi
Linear (garis regresi)
f ( Hz)
v =λ × f
v =( 2× ∆ L ) × f
1 2
= ×f
∆L v
y = B
x
Persamaan garis
A = 6.515E-05
B 0.0057
B=
2
v
v=
2
B
R
2
= 0.999
1
=¿ 6.515E-05f + 0.0057
ΔL
Menghitung cepat rambat bunyi dari persamaan garis
B=
2
v
v=
2
B
=
v = 348.7899
2
0.0057
≈
m
s
348.7899
m
s
2. Menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera
Mencari frekuensi garputala yang di tera (f)
v (m/s)
348.7899
348.7899
348.7899
L2 (m)
L3 (m)
ΔL (m)
λ (m)
f (Hz)
56
89
33
66
5.28
56.5
85.4
28.9
57.8
6.03
56.6
85.3
28.7
57.4
6.08
5.80
5.80
f=
v
λ
f = 352.6/66
= 5.34 Hz
δn
δn^2
-0.51
0.26
0.24
0.06
0.28
0.08
0.40
f=
1
fi
n∑
¿
5.28+ 6.03+ 6.08
3
Menghitung Standard deviasi:
Σ δ2
Sf =
=
(N−1)
√
√
= 5.80 m
0.40
(3−1)
= 0.44549 cm
f = 5.80 ± 0.44549 Hz
3. Menentukan nada dasar dan nada atas untuk panjang kolom udara tertentu
Untuk panjang kolom udara tertentu : L = 35 cm
Pengukuran ke :
Frekuensi (Hz)
1
2
3
f
f1
226
233
236
231.67
f2
679
684
680
681.00
f3
1308
1309
1310
1309.00
f4
2028
2041
2047
2038.67
f5
2610
2615
2620
2615.00
Perbandingan Percobaan = 1 : 3 : 5 : 9 : 11
Perbandingan Literatur
o
=1:3:5:7:9
Menghitung eror dan akurasi pada gelombang bunyi
1. Menentukan cepat rambat bunyi di udara
Literatur teori yang disediakan yaitu menggunakan 340 m/s sebagai cepat rambat
bunyi di udara.
−Literatur
|V grafikLiteratur
|x 100
Error=
|348.7899−340
|x 100 =¿
340
Error=
2.58 %
% Akurasi = 100% - 2.58 %
= 97.42 %
E. Analisa Kualitatif
Pada percobaan 3, “Gelombang Bunyi” praktikan melakukan tiga sub-judul percobaan
yang berbeda. Pada percobaan , praktikan diminta menentukan cepat rambat bunyi di udara,
Menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera dan menentukan nada dasar dan nada
atas untuk panjang kolom udara tertentu
Dalam rambatannya gelombang bunyi mempunyai besaran kecepatan, frekuensi, dan
panjang gelombang.
λ=
Dimana
v
f
λ = panjang gelombang bunyi
v = cepat rambat bunyi di udara
f = frekuensi gelombang bunyi = frekuensi
Percobaan ini menggunakan tabung resonansi, dengan cara memasukkan air ke dalam
tabung sehingga berfungsi sebagai tabung organa tertutup. Jika terjadi resonansi, maka
permukaan air merupakan tempat simpul gelombang, sedang ujung tabung yang terbuka
merupakan tempat perut gelombang. Praktikan dalam menentukan panjang kolom udara
diberikan frekuensi sumber bunyi antara lain f1 = 445 Hz, f2= 530 Hz, f3= 605 Hz, f4= 680
Hz dan f5 = 755 Hz. Untuk menentukan sumber bunyi yang akan ditera dengan menggunakan
speaker hitam untuk menentukan panjang kolom udara, selain itu untuk nada dasar dan nada
atas praktikan mendapatkan panjang kolom udara tertentu sebesar 0.35 m.
Pada percobaan kali ini praktikan mendapatkan cepat rambat bunyi di udara secara grafik
yaitu 348.7899
m
. Dengan hasil perhitungan eror didapatkan 2.58 % dan akurasi praktikan
s
pada percobaan 3 gelombang bunyi ini yaitu 97.42 %. Setelah itu, praktikan menentukan
frekuensi sumber bunyi yang akan di tera dimana didapatkan hasil frekuensi sebesar f = 5.80 ±
0.44549 Hz. Untuk menentukan nada dasar didapatkan hasil literaturnya 1:3:5:7:9 itu
praktikan mendapatkan kesalahan dari bunyi yang diukur tidak teliti maka didapatkan hasil
percobaan 1:3:5:9:11 hasilnya berbeda jauh dengan hasil yang diharapkan.
Panjang kolom udara dalam tabung dapat diatur dengan mengubah posisi permukaan
Kle
airnya. Pada kolom udara yang terpendek, maka panjangnya akan sama dengan seperempat
panjang gelombangnya. Bunyi yang terdengar merupakan bunyi paling kuat, sedang panjang
Resonan
Tabun
si
g
kolom udara yang lebih panjang, yaitu 3/4 panjang gelombang, dan seterusnya, bunyi yang
terdengar makin lemah.
Sebenarnya letak perut gelombang terluar pada saat resonansi berada sedikit di atas mulut
tabung sekitar 0,3 kali diameter tabung. Oleh karena itu untuk menentukan panjang
gelombang bunyi dipakai metoda selisih posisi resonansi berurutan, sebagai berikut:
ΔL = ∆ L3−∆ L2 Bila panjang kolom udara dalam tabung tidak diubah, maka hanya
frekuensi-frekuensi tertentu saja yang menghasilkan resonansi.
Selain itu, cepat rambat bunyi di udara dapat dicari melalui metode kecepatan bunyi
sebagai fungsi suhu udara, seperti berikut
γ RT
v=
M
√
Keterangan: v = cepat rambat bunyi di udara (m/s) ; γ = tetapan Laplace = 1,4 ; R =
tetapan umum gas ideal = 8300 J/kmol -1 K-1 ; T = suhu mutlak (K) ; M = massa molekul gas
(kg kmol-1)=28,8 kg kmol-1. Dalam hal ini ruangan didapatkan suhu konstan 28 0C diubah
menjadi Kelvin 301 K , Dengan memasukkan angka-angka tetapan serta hasil pengukuran
suhu ruangan saat dilakukan percobaan, maka praktikan mendapatkan cepat rambat bunyi
sebesar 348,7836 m/s
Dari persamaan di atas, dapat diketahui bahwa cepat rambat bunyi dalam udara tidak
dipengaruhi oleh tekanan, dan berbanding lurus dengan akar suhu mutlaknya. Namun, cepat
rambat bunyi dalam udara berbanding terbalik dengan akar massa jenis normalnya, apabila
tetapan Laplacenya sama.
Dalam praktikum percobaan kali ini kami mendapatkan factor-factor yang membuat
percobaan kali ini melakukan kesalahan. Yang pertama praktikan dalam melakukan
pengukuran yang meliputi pengukuran panjang kolom udara, yang kedua yaitu factor alat
percobaan yang digunakan Alat yang digunakan tidak berada dalam kondisi yang ideal
misalnya frekuensi sumber bunyi yang tidak tetap (naik-turun), headphone yang tidak
terdengar jelas, dan lain-lain.
Berdasarkan hasil percobaan yang diperoleh pula, dapat dilihat bahwa semakin besar
frekuensi sumber bunyi yang digunakan, maka panjang gelombang yang dihasilkan semakin
kecil. Dari hasil tersebut, ditemukan perbandingan nada dasar dibanding nada atas pertama
dibanding nada atas kedua dibanding nada atas ketiga dibanding nada atas keempat sebesar
1:3:5:7:9. Hal ini tentunya pada penjelasan dengan teori harus sama, maka kami tentunya
tidak sama dengan teori yang menyatakan bahwa perbandingan nada dasar dibanding nada
atas pertama sampai keempat pada pipa organa tertutup berturut – turut adalah 1:3:5:7:9.
Disini praktikan terdapat kesalahan saat menentukan nada dasar dan nada atas.
Untuk analisa grafiknya kami mendapatkan hasil grafik A = 6.515E-05 dan B =
0.0057 maka didapatkan grafik dengan y = 0.0057x + 6.515E-05.
F. Kesimpulan
1. Praktikan dapat menentukan cepat rambat bunyi di udara dengan tiga metode
berbeda. Melalui metode persamaan, dengan memanfaatkan persamaan cepat rambat bunyi di
udara sebagai fungsi suhu, v=γRTM ditemukan harga cepat rambat bunyi di udara sebesar
348.7899
m
. untuk menentukan frekuensi sumber bunyi yang akan ditera f = 5.80 ±
s
0.44549 Hz. Sedangkan teori menyebutkan cepat rambat bunyi di udara sebesar 340 m/s.
Perbedaan tersebut disebabkan berbagai hal, di antaranya faktor alat yang tidak ideal,
ketidaktelitian praktikan, pendengaran setiap individu yang berbeda, suhu udara dan tekanan
udara di laboraturium yang berbeda dengan suhu udara dan tekanan udara yang diharapkan.
Dapat disimpulkan pula bahwa frekuensi bunyi berbanding terbalik dengan panjang
gelombang bunyi yang dihasilkan.
2. Praktikan dapat memahami gejala resonansi bunyi yang pada percobaan ini
dapat diketahui lewat suara dengungan yang keras yang terjadi karena interferensi gelombang
bunyi dimana simpul-simpul dari gelombang bunyi yang saling menguatkan sehingga
amplitudonya semakin besar. Semakin besar amplitudonya, maka suara dengungan semakin
keras.
3. pada percobaan untuk menentukan nada dasar dan nada atas praktikan dapat
menentukan perbandingan nada dasar dari nada atas pertama, nada atas kedua, nada atas
ketiga, dan nada atas keempat pada pipa organa tertutup. Secara teori didapatkan 1:3:5:7:9,
dan hasil pengukuran praktikan mendapatkan perbandingannya 1:3:5:9:11. Disini harapan
untuk mencapai kesamaan dengan teori tidak sama karena kesalahan praktikan saat
menentukan titik bunyi dengan dengungan yang keras.
4. Hal tersebut menunjukkan akurasi yang didapatkan 97.42% dengan eror yang
dihasilkan yaitu 2.58 %.
DAFTAR PUSTAKA
1. Irawati, fenny, dkk. 2015. Petujuk Praktikum Fisika Berdasarkan Kurikulum 2010.
Buku tidak diterbitkan. Universitas Surabaya. Surabaya.
2. Sutrisno , Seri Fisika Dasar, Penerbit ITB , 2000
3. Halliday, D.,Resnick, R., Walker, J., Fundamentals of physics, john wiley “& sons,
1997.
4. http://www.informasi-pendidikan.com/2014/12/cepat-rambat-bunyi.html. diakses
pada jumat, 24 mei 2015.