LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR HUKUM ARC (1)
LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR
“HUKUM ARCHIMEDES DAN HUKUM UTAMA HIDROSTATIS”
DISUSUN OLEH :
1. Siska Mulyaningsih (0661 15 162)
2. Noura Thania
(0661 15 163)
3. Wildan Aristyo
(0661 15 186 )
Kelas : I – E F
Tanggal Percobaan : 14 Desember 2015
1.
2.
3.
4.
Asisten Dosen:
Anggun A. Sulis, S.Si
Mentari FKP, S.Si
Indra R.
Fitri
Laboratorium Fisika Dasar
Program studi Farmasi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Pakuan
2015
BAB I
PENDAHULUAN
I.1
I.2
Tujuan Percobaan
1. Mengamati dan memahami peristiwa resonansi dari gelombang suara
2. Menentukan kecepatan merambat gelombang suara di udara
3. Menentukan frekuensi dari suatu garputala
Dasar Teori
Gelombang Bunyi
Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang
longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara
ini dapat berupa zat padat, ataugas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat
misalnya di dalam air, batu bara, atau udara. Manusia mendengar bunyi
saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke
gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh
telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum
dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz
disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.
Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang bergetar
maju-mundur. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa
tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain
merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang
bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara,
menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi
ke telinga manusia, Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.
Ketika diafragma bergerak radial keluar, diafragma ini
memampatkan udara yang langsung ada di depannya. Pemampatan ini
menyebabkan tekanan udara bertambah sedikit di atas tekanan normal.
Daerah yang tekanan udaranya bertambah disebut rapatan. Rapatan ini
bergerak menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi. Rapatan ini
mirip dengan daerah rapatan pada kumparan-kumparan dalam gelombang
longitudinal pada slinki. Setelah menghasilkan rapatan, diafragma
membalik arah gerakannya menjadi radial ke dalam. Gerakan diafragma
ke dalam menghasilkan suatu daerah yang dikenal sebagai renggangan.
Renggangan ini menyebabkan tekanan udara sedikit lebih kecil daripada
tekanan normal. Rengangan ini mirip dengan daerah renggangan pada
kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki.
Renggangan merambat menjauh dari pengeras suara pada kecepatan
bunyi. Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama dengan sifat-sifat gelombang
longitudinal, yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi),
dipadukan (interferensi), dilenturkan (difraksi) dan dapat diresonansikan.
Resonansi Bunyi
Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena
ada benda lain yang bergetar dan memiliki frekuensi yang sama atau
kelipatan bilangan bulat dari frekuensi itu. Resonansi sangat bermanfaat
dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, resonansi bunyi pada kolom udara
dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan bunyi. Berdasarkan hal tersebut,
maka dapat dibuat berbagai macam alat musik. Alat musik pada umumnya
dibuat berlubang agar terjadi resonansi udara sehingga suara alat musik
tersebut menjadi nyaring. Contoh alat musik itu antara lain: seruling,
kendang, beduk, ketipung dan sebagainya.
Resonansi sangat penting di dalam dunia musik. Dawai tidak dapat
menghasilkan nada yang nyaring tanpa adanya kotak resonansi. Pada gitar
terdapat kotak atau ruang udara tempat udara ikut bergetar apabila senar
gitar dipetik. Udara di dalam kotak ini bergerak dengan frekuensi yang
sama dengan yang dihasilkan oleh senar gitar. Udara yang mengisi tabung
gamelan juga akan ikut bergetar jika lempengan logam pada gamelan
tersebut dipukul. Tanpa adanya tabung kolom udara di bawah lempengan
logamnya,kita tidak dapat mendengar nyaringnya bunyi gamelan tersebut.
Reonansi juga dipahami untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di
udara.
Resonasi pada Kolom Udara
Apabila pada kolom udara yang terletak di atas permukaan air
digetarkan sebuah garputala, molekul-molekul di dalam udara tersebut
akan bergetar.
Syarat terjadinya reronansi, yaitu:
a. pada permukaan air harus terbentuk simpul gelombang
b. pada ujung tabung bagian atas merupakan perut gelombang.
Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran udara pada pipa
organa tertutup. Jadi, resonansi petama akan terjadi jika panjang kolom
udara di atas air ¼ λ, resonansi ke dua ¾ λ, resonansi ke tiga 5/4 λ, dan
seterusnya. Kolom udara pada percobaan penentuan resonansi di atas
berfungsi sebagai tabung resonator. Peristiwa resonansi ini dapat dipakai
untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di udara. Agar dapat terjadi
resonansi, panjang kolom udaranya adalah l = (2n-1)¼ λ dengan n = 1,
2,3,... dst.
Berdasarkan penjelasan tersebut, dapat ditentukan bahwa resonansi
bertuturutan dapat didengar apabila suatu resonansi dengan resonansi
berikutnya memiliki jarak Δl = ½ λ.
BAB II
ALAT DAN BAHAN
II.1
II.2
Alat
- Tabung resonansi berskala beserta reservoirnya
- Dua buah garputala dengan salah satu diantaranya diketahui frekuensi
- Pemukul garputala
- Jangka sorong
Bahan
- Air
BAB III
METODE PERCOBAAN
Dicatat suhu, tekanan dan kelembaban ruangan sebelum dan sesudah
percobaan.
2. Diukur diameter bagian dalam tabung beberapa kali.
3. Diusahakan agar permukaan air dekat dengan ujung atas dengan mengatur
reservoir ( jangan sampai tumpah ).
4. Digetarkan garputala yang telah di ketahui frekuensinya dengan pemukul
garputala. Untuk menjamin keamanan tabung gelas lakukanlah permukaan
garputala jauh dari tabung.
5. Didekatkan garputala yang bergetar pada ujung atas tabung
6. Dengan pertolongan reservoir diturunkan permukaan air perlahan-lahan
sehingga pada suatu tinggi tertentu terjadi resonansi (terdengar suara
mengaung). Ini adalah resonansi ordo pertama.
7. Dicatat kedudukan permukaan air
8. Diturunkan kembali permukaan air sampai terjadi resonansi ordo kedua,
catat kedudukan ini.
9. Diulangi percobaan No.3 sd 8 untuk memastikan tepatnya tempat-tempat
terjadinya resonansi.
10. Diulangi percobaan No.3 sd 9 dengan menggunakan garputala yang lain.
1.
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Keadaan ruangan
Sebelum percobaan
Sesudah percobaan
Tabel 1
P (cm)Hg
cm/Hg
cm/Hg
No.
r (m)
D (m)
T(⁰C)
⁰C
⁰C
C(%)
%
%
E
1.
2.
ē
Tabel 2 Ƒ=
No.
1.
2.
3.
xx
L0 (m)
L1 (m)
V (m/s)
Ƒ (Hz)
E
L1 (m)
V (m/s)
Ƒ (Hz)
E
Tabel 3
No.
1.
2.
3.
xx
L0 (m)
Perhitungan
Tabel I
1. d = 0,036 m
1
1
r=
.d=
. 0,036 = 0,018 m
2
2
e = 0,6 . r = 0,6 . 0,081 = 0,0108
2. d = 0,044 m
1
1
r=
.d=
. 0,044 = 0,022 m
2
2
e = 0,6 . r = 0,6 . 0,022= 0,0132
xx e =
e 1+e 2
2
=
0,0108+ 0,0132
2
= 0,012
Tabel II
1. Lo = 0,08 m ; L1 = 0,25 m ; f = 956 Hz
v = 2 f (Lo = 0,08 m ; L1 = 0,25 m) = 2 . 956 (0,25 – 0,08) = 325,04m/s
L1– 3.L0
0,25−3 . 0,08
e=
=
= 0,005
2
2
2. Lo = 0,075 m ; L1 = 0,245 m ; f = 956 Hz
v = 2 f (L1 – L0) = 2 . 956 (0,245 – 0,075) = 325,04 m/s
L1– 3.L0
0,245−3 . 0,075
e=
=
= 0,01
2
2
3. Lo = 0,066 m ; L1 = 0,215 m ; f = 956 Hz
v = 2 f (L1 – L0) = 2 . 956 (0,215 – 0,066) = 284,888 m/s
L1– 3.L0
0,215−3 . 0,066
e=
=
= 0,0085
2
2
Rata – rata (xx ) L0
L 0 1+ L 02+ L 0 3
0,08+0,075+0,066
xx =
=
= 0,074 m
3
3
Rata – rata (xx ) L1
L 11+ L 1 2+ L 1 3
0,25+ 0,245+0,215
xx =
=
= 0,237 m
3
3
Rata – rata (xx ) v
v 1+ v 2+ v 3
325,04 +325,04+284,888
xx =
=
= 311,656 m/s
3
3
Rata – rata (xx ) e
e 1+e 2+ e 3
0,005+ 0,01+0,0085
xx =
=
= 0,0078
3
3
Tabel III
1. Lo = 0,11 m ; L1 = 0,36 m ; v = 311,656 m/s
v
311,656
f=
=
= 623,312 Hz
2( L1 – L 0)
2( 0,36−0,11)
L1– 3.L0
0,36−3 . 0,11
e=
=
= 0,015
2
2
2. Lo = 0,11 m ; L1 = 0,36 m ; v = 311,656 m/s
v
311,656
f=
=
= 623,312 Hz
2( L1 – L 0)
2( 0,36−0,11)
L1– 3.L0
0,36−3 . 0,11
=
= 0,015
2
2
3. Lo = 0,11 m ; L1 = 0,34 m ; v = 311,656 m/s
v
311,656
f=
=
= 677,513 Hz
2( L1 – L 0)
2( 0,34−0,11)
L1– 3.L0
0,34−3 . 0,11
e=
=
= 0,005
2
2
e=
Rata – rata (xx ) L0
L 0 1+ L 02+ L 0 3
0,11+0,11+ 0,11
xx =
=
= 0,11 m
3
3
Rata – rata (xx ) L1
L 11+ L 1 2+ L 1 3
0,36+0,36+0,34
xx =
=
= 0,353 m
3
3
Rata – rata (xx ) f
v 1+ v 2+ v 3
623,312+623,312+677,513
xx =
=
= 641,379 m/s
3
3
Rata – rata (xx ) e
e 1+e 2+ e 3
0,015+ 0,015+0,005
xx =
=
= 0,0117
3
3
BAB V
PEMBAHASAN
BAB VI
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Tugas akhir
“HUKUM ARCHIMEDES DAN HUKUM UTAMA HIDROSTATIS”
DISUSUN OLEH :
1. Siska Mulyaningsih (0661 15 162)
2. Noura Thania
(0661 15 163)
3. Wildan Aristyo
(0661 15 186 )
Kelas : I – E F
Tanggal Percobaan : 14 Desember 2015
1.
2.
3.
4.
Asisten Dosen:
Anggun A. Sulis, S.Si
Mentari FKP, S.Si
Indra R.
Fitri
Laboratorium Fisika Dasar
Program studi Farmasi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Pakuan
2015
BAB I
PENDAHULUAN
I.1
I.2
Tujuan Percobaan
1. Mengamati dan memahami peristiwa resonansi dari gelombang suara
2. Menentukan kecepatan merambat gelombang suara di udara
3. Menentukan frekuensi dari suatu garputala
Dasar Teori
Gelombang Bunyi
Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang
longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara
ini dapat berupa zat padat, ataugas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat
misalnya di dalam air, batu bara, atau udara. Manusia mendengar bunyi
saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke
gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh
telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum
dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz
disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.
Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang bergetar
maju-mundur. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa
tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain
merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang
bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara,
menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi
ke telinga manusia, Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.
Ketika diafragma bergerak radial keluar, diafragma ini
memampatkan udara yang langsung ada di depannya. Pemampatan ini
menyebabkan tekanan udara bertambah sedikit di atas tekanan normal.
Daerah yang tekanan udaranya bertambah disebut rapatan. Rapatan ini
bergerak menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi. Rapatan ini
mirip dengan daerah rapatan pada kumparan-kumparan dalam gelombang
longitudinal pada slinki. Setelah menghasilkan rapatan, diafragma
membalik arah gerakannya menjadi radial ke dalam. Gerakan diafragma
ke dalam menghasilkan suatu daerah yang dikenal sebagai renggangan.
Renggangan ini menyebabkan tekanan udara sedikit lebih kecil daripada
tekanan normal. Rengangan ini mirip dengan daerah renggangan pada
kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki.
Renggangan merambat menjauh dari pengeras suara pada kecepatan
bunyi. Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama dengan sifat-sifat gelombang
longitudinal, yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi),
dipadukan (interferensi), dilenturkan (difraksi) dan dapat diresonansikan.
Resonansi Bunyi
Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena
ada benda lain yang bergetar dan memiliki frekuensi yang sama atau
kelipatan bilangan bulat dari frekuensi itu. Resonansi sangat bermanfaat
dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, resonansi bunyi pada kolom udara
dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan bunyi. Berdasarkan hal tersebut,
maka dapat dibuat berbagai macam alat musik. Alat musik pada umumnya
dibuat berlubang agar terjadi resonansi udara sehingga suara alat musik
tersebut menjadi nyaring. Contoh alat musik itu antara lain: seruling,
kendang, beduk, ketipung dan sebagainya.
Resonansi sangat penting di dalam dunia musik. Dawai tidak dapat
menghasilkan nada yang nyaring tanpa adanya kotak resonansi. Pada gitar
terdapat kotak atau ruang udara tempat udara ikut bergetar apabila senar
gitar dipetik. Udara di dalam kotak ini bergerak dengan frekuensi yang
sama dengan yang dihasilkan oleh senar gitar. Udara yang mengisi tabung
gamelan juga akan ikut bergetar jika lempengan logam pada gamelan
tersebut dipukul. Tanpa adanya tabung kolom udara di bawah lempengan
logamnya,kita tidak dapat mendengar nyaringnya bunyi gamelan tersebut.
Reonansi juga dipahami untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di
udara.
Resonasi pada Kolom Udara
Apabila pada kolom udara yang terletak di atas permukaan air
digetarkan sebuah garputala, molekul-molekul di dalam udara tersebut
akan bergetar.
Syarat terjadinya reronansi, yaitu:
a. pada permukaan air harus terbentuk simpul gelombang
b. pada ujung tabung bagian atas merupakan perut gelombang.
Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran udara pada pipa
organa tertutup. Jadi, resonansi petama akan terjadi jika panjang kolom
udara di atas air ¼ λ, resonansi ke dua ¾ λ, resonansi ke tiga 5/4 λ, dan
seterusnya. Kolom udara pada percobaan penentuan resonansi di atas
berfungsi sebagai tabung resonator. Peristiwa resonansi ini dapat dipakai
untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di udara. Agar dapat terjadi
resonansi, panjang kolom udaranya adalah l = (2n-1)¼ λ dengan n = 1,
2,3,... dst.
Berdasarkan penjelasan tersebut, dapat ditentukan bahwa resonansi
bertuturutan dapat didengar apabila suatu resonansi dengan resonansi
berikutnya memiliki jarak Δl = ½ λ.
BAB II
ALAT DAN BAHAN
II.1
II.2
Alat
- Tabung resonansi berskala beserta reservoirnya
- Dua buah garputala dengan salah satu diantaranya diketahui frekuensi
- Pemukul garputala
- Jangka sorong
Bahan
- Air
BAB III
METODE PERCOBAAN
Dicatat suhu, tekanan dan kelembaban ruangan sebelum dan sesudah
percobaan.
2. Diukur diameter bagian dalam tabung beberapa kali.
3. Diusahakan agar permukaan air dekat dengan ujung atas dengan mengatur
reservoir ( jangan sampai tumpah ).
4. Digetarkan garputala yang telah di ketahui frekuensinya dengan pemukul
garputala. Untuk menjamin keamanan tabung gelas lakukanlah permukaan
garputala jauh dari tabung.
5. Didekatkan garputala yang bergetar pada ujung atas tabung
6. Dengan pertolongan reservoir diturunkan permukaan air perlahan-lahan
sehingga pada suatu tinggi tertentu terjadi resonansi (terdengar suara
mengaung). Ini adalah resonansi ordo pertama.
7. Dicatat kedudukan permukaan air
8. Diturunkan kembali permukaan air sampai terjadi resonansi ordo kedua,
catat kedudukan ini.
9. Diulangi percobaan No.3 sd 8 untuk memastikan tepatnya tempat-tempat
terjadinya resonansi.
10. Diulangi percobaan No.3 sd 9 dengan menggunakan garputala yang lain.
1.
BAB IV
DATA PENGAMATAN DAN PERHITUNGAN
Keadaan ruangan
Sebelum percobaan
Sesudah percobaan
Tabel 1
P (cm)Hg
cm/Hg
cm/Hg
No.
r (m)
D (m)
T(⁰C)
⁰C
⁰C
C(%)
%
%
E
1.
2.
ē
Tabel 2 Ƒ=
No.
1.
2.
3.
xx
L0 (m)
L1 (m)
V (m/s)
Ƒ (Hz)
E
L1 (m)
V (m/s)
Ƒ (Hz)
E
Tabel 3
No.
1.
2.
3.
xx
L0 (m)
Perhitungan
Tabel I
1. d = 0,036 m
1
1
r=
.d=
. 0,036 = 0,018 m
2
2
e = 0,6 . r = 0,6 . 0,081 = 0,0108
2. d = 0,044 m
1
1
r=
.d=
. 0,044 = 0,022 m
2
2
e = 0,6 . r = 0,6 . 0,022= 0,0132
xx e =
e 1+e 2
2
=
0,0108+ 0,0132
2
= 0,012
Tabel II
1. Lo = 0,08 m ; L1 = 0,25 m ; f = 956 Hz
v = 2 f (Lo = 0,08 m ; L1 = 0,25 m) = 2 . 956 (0,25 – 0,08) = 325,04m/s
L1– 3.L0
0,25−3 . 0,08
e=
=
= 0,005
2
2
2. Lo = 0,075 m ; L1 = 0,245 m ; f = 956 Hz
v = 2 f (L1 – L0) = 2 . 956 (0,245 – 0,075) = 325,04 m/s
L1– 3.L0
0,245−3 . 0,075
e=
=
= 0,01
2
2
3. Lo = 0,066 m ; L1 = 0,215 m ; f = 956 Hz
v = 2 f (L1 – L0) = 2 . 956 (0,215 – 0,066) = 284,888 m/s
L1– 3.L0
0,215−3 . 0,066
e=
=
= 0,0085
2
2
Rata – rata (xx ) L0
L 0 1+ L 02+ L 0 3
0,08+0,075+0,066
xx =
=
= 0,074 m
3
3
Rata – rata (xx ) L1
L 11+ L 1 2+ L 1 3
0,25+ 0,245+0,215
xx =
=
= 0,237 m
3
3
Rata – rata (xx ) v
v 1+ v 2+ v 3
325,04 +325,04+284,888
xx =
=
= 311,656 m/s
3
3
Rata – rata (xx ) e
e 1+e 2+ e 3
0,005+ 0,01+0,0085
xx =
=
= 0,0078
3
3
Tabel III
1. Lo = 0,11 m ; L1 = 0,36 m ; v = 311,656 m/s
v
311,656
f=
=
= 623,312 Hz
2( L1 – L 0)
2( 0,36−0,11)
L1– 3.L0
0,36−3 . 0,11
e=
=
= 0,015
2
2
2. Lo = 0,11 m ; L1 = 0,36 m ; v = 311,656 m/s
v
311,656
f=
=
= 623,312 Hz
2( L1 – L 0)
2( 0,36−0,11)
L1– 3.L0
0,36−3 . 0,11
=
= 0,015
2
2
3. Lo = 0,11 m ; L1 = 0,34 m ; v = 311,656 m/s
v
311,656
f=
=
= 677,513 Hz
2( L1 – L 0)
2( 0,34−0,11)
L1– 3.L0
0,34−3 . 0,11
e=
=
= 0,005
2
2
e=
Rata – rata (xx ) L0
L 0 1+ L 02+ L 0 3
0,11+0,11+ 0,11
xx =
=
= 0,11 m
3
3
Rata – rata (xx ) L1
L 11+ L 1 2+ L 1 3
0,36+0,36+0,34
xx =
=
= 0,353 m
3
3
Rata – rata (xx ) f
v 1+ v 2+ v 3
623,312+623,312+677,513
xx =
=
= 641,379 m/s
3
3
Rata – rata (xx ) e
e 1+e 2+ e 3
0,015+ 0,015+0,005
xx =
=
= 0,0117
3
3
BAB V
PEMBAHASAN
BAB VI
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Tugas akhir