PANDUAN PRAKTIKUM GELOMBANG LABORATORIUM. pdf

PANDUAN PRAKTIKUM
GELOMBANG

LABORATORIUM GEOFISIKA
PROGRAM STUDI GEOFISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS GADJAH MADA
YOGYAKARTA
2014

Mengukur Kecepatan Bunyi di Udara
Tujuan
Mengukur kecepatan bunyi di udara menggunakan sebuah sumber bunyi dan sebuah mikrofon
kondensor.

Dasar Teori
Panjang gelombang mekanik dalam suatu medium tertentu dapat dideskripsikan sebagai
�=

��

�

dengan notasi cw dan f menunjukkan kecepatan dan frekuensi gelombang mekanik (Hirose & Lonngren,
1985).

Tata Laksana Percobaan
1. Sumber bunyi (speaker) dihubungkan ke osilator (beberapa asisten menyebutnya AFG) dan
CH 1 osiloskop.
2. Osilator dan osiloskop dihubungkan ke sumber listrik AC, lalu dinyalakan.
3. Osilator diatur agar menampilkan gelombang sinus dengan frekuensi tertentu.
4. Mikrofon dihubungkan ke CH 2 osiloskop.
5. To ol “our e pada osiloskop diatur ke AC. Lalu tombol Vert. Mode diatur ke CH1/CH2.
6. TIME/DIV, VOLT/DIV, Intensity, dan Hold diatur sehingga citra gelombang pada osiloskop
dapat diamati secara jelas.
7. Mikrofon diletakkan pada jarak x0 dari speaker, sehingga gelombang dari CH1 dan CH2
bertumpuk.
8. Mikrofon digeser terus hingga gelombang dari CH1 dan CH2 kembali bertumpuk. Catat jarak
ini sebagai x1, �, atau �1 .
9. Percobaan bisa diulangi untuk beragam frekuensi atau jarak sumber suara – mikrofon.

Skema

Gambar 1 Skema Percobaan

1

Interferensi Gelombang
Tujuan
Mempelajari interferensi dua gelombang menggunakan sinyal listrik AC yang dibangkitkan suatu
generator gelombang (osilator atau AFG).

Dasar Teori
Andaikata ada dua buah gelombang E0 dan E1,
E 0  A  sin 1t  kx 

E1  A  sin 2t  kx 

Notasi k adalah angka gelombang, ω adalah frekuensi sudut = 2πf, se e tara φ erupaka eda fase
antara E0 dan E1. Jika gelombang E0 ditumpangkan pada E1, hasil penumpangannya dapat digambarkan
sebagai berikut.

E  E 0  E1  A  sin 1t  kx   A  sin 2t  kx 

 1  2  t   1  2  t 
 sin 

2
2

 


E  2 A  cos 

 1  2  t 
 1  2  t 
 merupakan modulator bagi gelombang sin 
 . Frekuensi
2
2





1  2 
1  2 

Faktor 2 A  cos 

modulator sama dengan

2

dan frekuensi gelombang termodulasi sama dengan

2

(Cerne, 2005). Dalam gambar 2, gelombang modulator berwarna cokelat dan gelombang termodulasi
berwarna biru.

Gambar 2 Interferensi bunyi yang berbeda frekuensi (Pearson Education, 2007)

Tata Laksana Percobaan
1.
2.
3.
4.

Tiga buah resistor disusun pada papan PCB seperti skema percobaan di bawah.
Resistor A dihubungkan ke osilator.
Resistor B dihubungkan ke kotak hitam.
Resistor C dihubungkan ke CH 1 osiloskop.
2

5. Resistor B dihubungkan ke osiloskop, untuk mengetahui frekuensi gelombang dari kotak hitam.
6. Osiloskop diatur agar gelombang dari CH 1 atau CH 2 tampak jelas.

Skema

Gambar 3

3

Resonansi Rangkaian R-L-C
Tujuan
Memahami proses terjadinya resonansi pada suatu rangkaian R-L-C yang dialiri arus listrik bolak-balik.

Dasar Teori
Rangkaian R-L-C merupakan suatu jenis rangkaian yang unik. Rangkaian R-L-C tersusun atas ResistorInduktor-Kapasitor, dan hanya mau bekerja pada arus listrik bolak-balik. Hambatan atau impedansi
total (Z) rangkaian R-L-C sangat bergantung pada frekuensi arus listrik yang dimasukkan. Pada
frekuensi arus listrik tertentu, hambatan rangkaian R-L-C jatuh ke nilai minimum. Karena sifat khusus
rangkaian R-L-C tersebut, rangkaian ini banyak digunakan pada penerima sinyal radio dan TV.

Gambar 4 Skema rangkaian R-L-C seri. Notasi I bermakna arus listrik, Ɛ bermakna tegangan listrik bolak-balik, dan Q
bermakna muatan listrik (Tipler & Mosca, 2008).

Gambar 5 Grafik impedansi total |Z| dan sudut dari fasor impedansi pada rangkaian R-L-C. Sumbu mendatar
melambangkan frekuensi angular (ω) (McHutchon, 2013).

Gambar atas menunjukkan suatu rangkaian R-L-C yang disusun secara seri. Impedansi (Z) rangkaian di
atas sama dengan

4

Z

R 2   X L  XC  .
2

Sementara itu, resonansi terjadi bilamana X L = XC. Pada kondisi tersebut, Z = R. Frekuensi yang
memungkinkan terjadinya resonansi dapat dihitung dengan persamaan berikut.
X L  XC

L 


C
1

1
LC

Notasi ω melambangkan frekuensi resonansi, dengan ω = 2πf, f adalah frekuensi dalam Hertz (Tipler
& Mosca, 2008).

Tata Laksana Percobaan
1.
2.
3.
4.
5.

Resistor, Induktor, dan Kapasitor dipasang pada papan PCB seperti skema di bawah.
Ujung-ujung rangkaian dihubungkan ke osilator atau AFG.
Kemudian ujung-ujung rangkaian dihubungkan ke CH1 osiloskop.
Antara resistor dan kapasitor dihubungkan ke CH2 osiloskop.
Frekuensi osilator diubah-ubah sehingga terlihat ada pembesaran atau pengecilan kurva sinus
dari CH2.
6. Catatlah besar frekuensi dari osilator saat kurva sinus dari CH1 sefase dengan CH2, atau besar
kurva CH2 maksimal.
7. Jika kurang percaya dengan penampilan kurva sinus, bisa menggunakan kurva Lissajous. Catat
besar frekuensi dari osilator ketika kurva Lissajous berbentuk garis lurus.

Skema

Gambar 6 Gambaran percobaan.

5

Asisten Praktikum
Hari Selasa, Pukul 07.00 – 08.00
Nama
Faiz Muttaqy
Hilmi El Hafidz Fatahillah
Atria Dilla Diambama
Muhammad Dirwan Bahri

Jabatan
Koordinator Praktikum
Asisten Kecepatan Bunyi
Asisten Resonansi Gelombang
Asisten Rangkaian R-L-C

Nomor Telepon
0878 29895872
0814 65005355
0857 60803017
0857 25376474

Hari Rabu, Pukul 07.00 – 08.00
Nama
Alutsyah Luthfian
Farhan Binar Sentanu
Isnaeni Irmayati
Fakhri Putra Pratama

Jabatan
Koordinator Praktikum
Asisten Rangkaian R-L-C
Asisten Resonansi Gelombang
Asisten Kecepatan Bunyi

Nomor Telepon
0857 81675596
0856 43606845
0857 42081208
0857 28759299

Hari Kamis, Pukul 15.30 – 16.30
Nama
Nadira Riadinie
Dwi Prasetyo Aji Nugroho
Erik Tyson Sidauruk
Adytya Utta Perwira

Jabatan
Koordinator Praktikum
Asisten Kecepatan Bunyi
Asisten Resonansi Gelombang
Asisten Rangkaian R-L-C

Nomor Telepon
0856 43700964
0856 43675855
0852 78804113
0857 47841512

Daftar Pustaka
Cerne, J., 2005. PHY 207. [Dalam Jaringan]
Tersedia di: http://www.physics.buffalo.edu/phy207/lc/lc15.pdf
[Diakses 16 March 2014].
Hirose, A. & Lonngren, K. E., 1985. Introduction to Wave Phenomena. Toronto: John Wiley & Sons.
Tipler, P. A. & Mosca, G., 2008. Physics for Scientists and Engineers. Edisi ke 6. New York: W.H.
Freeman and Company.

6