Laporan Praktikum Percobaan Melde

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR II

PERCOBAAN MELDE

Dosen Pengampu :

           

 

PENDIDIKAN FISIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SARJANAWIYATA TAMANSISWA

YOGYAKARTA  2014

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Hukum Melde mempelajari tentang besaran-besaran yang mempengaruhi cepat rambat gelombang transversal pada tali. Melalui percobaannya (lakukan kegiatan 1.1), Melde menemukan bahwa cepat rambat gelombang pada dawai sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan akar massa persatuan panjang dawai.

Apabila vibrator dihidupkan maka tali akan bergetar sehingga pada tali akan merambat gelombang transversal. Kemudian vibrator digeser menjauhi atau mendekati katrol secara perlahan-lahan sehingga pada tali timbul gelombang stasioner. 

Setelah terbentuk gelombang stasioner, kita dapat mengukur panjang gelombang yang terjadi ( Orang yang pertama kali melakukan percobaan mengukur cepat rambat gelombang adalah Melde, sehingga percobaan seperti di atas dikenal dengan sebutan Percobaan Melde. 

Setelah melakukan praktikum ini mahasiswa diharapkan mampu menjelaskan dan memahami apa yang dimaksud dengan gelombang stasioner serta mampu mengukur panjang gelombang dan menentukan cepat rambat gelombang pada tali.

BAB II

KAJIAN TEORI

Gelombang adalah getaran yang merambat. Di dalam perambatannya tidak diikuti oleh berpindahnya partikel-partikel perantaranya. Pada hakekatnya, gelombang merupakan rambatan energi(energi getaran).Gelombang dibedakan menjadi dua jenis menurut mediumnya.Yaitu gelombang elektromagnetik yang merambat tanpa melalui mediumatau perantara. Contoh gelombang elektromagnetik adalah gelombang cahaya dan gelombang bunyi. Sedangkan gelombang yang merambat melalui suatu medium atau perantara yaitu gelombang mekanik.Terdapat dua jenis gelombang mekanik, berdasarkan arah gerakan partikel terhadap arah perambatan gelombang, yaitu :

·         Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah perambatannya searah dengan arah getaran partikelnya. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang pada pegas.

·         Gelombang transversal adalah gelombang yang arah perambatannya tegak lurus dengan arah getaran partikelnya.Contoh gelombang transversal adalah gelombang pada tali.

Gelombang stasioner biasa juga disebut gelombang tegak,gelombang berdiri atau gelombang diam, karena terbentuk dari perpaduan atau interferensi dua buah gelombang yang mempunyai amplitudo dan frekuensi yang sama, tapi arah rambatnya

berlawanan. Amplitudo pada gelombang stasioner tidak konstan, besarnya amplitudo pada setiap titik sepanjang gelombang tidak sama. Pada simpul amplitudo nol, dan pada perut gelombang amplitudo maksimum.Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan oleh gelombang untuk menempuh satu panjang gelombang penuh. Panjang

gelombang (λ) adalah jarak yang ditempuh dalam waktu satu periode.

Frekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap satuan waktu. Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu. Secara umum, cepat rambat gelombang dapat dirumuskan sebagai berikut :

v   =  λ  f

Dimana :

v = cepat rambat gelombang (m/s)

λ = panjang gelombang (m)

 f = frekuensi (Hz)

HUKUM MELDE

Bila seutas tali dengan tegangan tertentu digetarkan secara terus menerus maka akan terlihat suatu bentuk gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambat gelombang. Gelombang ini dinamakan gelombang transversal. Jika kedua ujungnya tertutup, gelombang pada tali itu akan terpantul-pantul dan dapat menghasilkan gelombang stasioner yang tampak berupa simpul dan perut gelombang.Dari gambar di atas diketahui bahwa amplitudo adalah jarak antara perut gelombang dengan arah cepat rambatnya. Sedangkan panjang gelombang adalah jarak satu perut dan satu lembah yang terdiri dari tiga simpul.Melde merumuskan bahwa :

 

Dengan :

 

                                            

Dimana :

v = cepat rambat gelombang (m/s), F = gaya ketegangan tali (N), µ = rapat massa linier tali (massa tali/panjang tali) (kg/m).

BAB III

METODE PERCOBAAN

A.    Alat Dan Bahan

1.      Penggetar/ vibrator

2.      Katrol

3.      Beban gantung

4.      Mistar

5.      Tali degan 4 jenis berbeda

B.     Langkah kerja

1.      Susunlah peralatan seperti berikut :

2.      Hidupkan penggetar sehingga terbentuk gelombang stasioner seperti gambar-gambar berikut :

Informasi :

Untuk memperoleh gelombang stasioner yang terdiri dari simpul dan perut dapat diatur frekuensi penggetar yang digunakan dan atau mengubah jarak penggetar terhadap katrol sebagai ujung terikat.

Jarak dari titik simpul ke titik simpul terdekat sama dengan setengah gelombang. Jika jarak dari titik simpul ke titk simpul = , maka panjang gelombang dapat dihitung dengan persamaan

3.      Lakukan percobaan untuk mencari hubungan antara cepat rambat gelombang pada tali dengan tegangan pada tali.mlakukan percobaan dengan empat beban yang berbeda.

Informasi :

Percobaan dilakukan dengan cara mengganti beban kemudian sesuaikan dengan frekuensi penggetar supaya didapatkan gelombang stasioner yang paling mudah diamati. Tegangan tali disebabkan karena beban gantung, sehingga besar tegangan tali

 

4.      Lakukan percobaan untuk mencari hubungan antara jenis tali (yang dinyatakan dengan massa per satuan panjang tali )dengan cepat rambat gelombang. Lakukan percobaan untuk empat jenis tali yang berbeda.

Informasi :

 Massa persatuan panjang tali biasanya dinyatakan dengan lambang

5.      Catatlah hasil percobaan dalam tabel, kemudian buat grfik sesuai dengan data hasil percobaan yang diproleh!

BAB IV

ANALISIS DATA

A.    Hubungan antara cepat rambat gelombang dan tegangan tali

1.      massa beban 50 g = 0,05 kg ; g = 10m/s²

Ø  5 N

Ø 

Ø 

Ø 

2.      massa beban 55 g = 0,055 kg ; g = 10m/s²             

Ø 

Ø 

Ø 

Ø 

3.      massa beban 60 g = 0,06 kg ; g = 10m/s²

Ø 

Ø 

Ø 

Ø 

4.      massa beban 65 g = 0,065 kg ; g = 10m/s²

Ø 

Ø 

Ø 

Ø 

5.      massa beban 70 g = 0,07 kg ; g = 10m/s²

Ø 

Ø 

Ø 

Ø 

B.     Hubungan antara jenis tali dengan cepat rambat gelombang

1.      massa tali 0,55 g = 0,00055 kg

Ø  panjang tali = 107,2 cm = 1,072 m

Ø 

Ø   

Ø 

Ø 

2.      massa tali 0,78 g = 0,00078 kg

Ø  panjang tali = 356,2 cm = 3,562 m

Ø 

Ø   

Ø 

Ø 

3.      massa tali 0,26 g = 0,00026 kg

Ø  panjang tali = 114 cm = 1,14 m

Ø 

Ø   

Ø 

Ø 

4.      massa tali 0,9 g =0,0009 kg

Ø  panjang tali = 102 cm = 1,02 m

Ø 

Ø   

Ø 

Ø 

5.      massa tali 0,71 g = 0,00071 kg

Ø  panjang tali = 150 cm = 1,5 m

Ø 

Ø   

Ø 

Ø 

BAB V

 HASIL DAN PEMBAHASAN

A.    Hasil Pengamatan

Ø  Data hasil percobaan untuk mendapatkan hubungan antara cepat rambat gelombang dengan tegangan tali.

No.	Massa Beban (Kg) M	Tegangan Tali (N) F	Jarak Simpul ke Simpul (m) x	Panjang gelombang (m) λ	Fekuensi (Hz) f	Cepat rambat (m/s) v	v2
1.	0,05	0,5	0,145	0,29	50	14,5	210,25
2.	0,055	0,55	0,15	0,3	50	15	225
3.	0,06	0,6	0,166	0,332	50	16,6	275,56
4.	0,065	0,65	0,173	0,346	50	17,3	299,29
5.	0,07	0,7	0,176	0,352	50	17,6	309,76

 Grafik hubungan antara tegangan tali (F) dengan kuadrat kecepatan (v²)

v2

Ø  Data hasil percobaan untuk mencari hubungan antara jenis tali dengancepat rambat gelombang.

No.	Massa Beban (Kg) m	Panjang  Tali (m) L		Jarak Simpul ke Simpul (m) x	Panjang gelombang (m) λ	Fekuensi (Hz) f	Cepat rambat (m/s) v	v2
1.	0,55x10-3	1,072	0,5x10-3	0,145	0,29	50	14,5	210,25
2.	0,78x10-3	3,562	0,2x10-3	1,1108	0,226	50	11,08	122,77
3.	0,26x10-3	1,14	0,22x10-3	0,21	0,42	50	21	441
4.	0,9x10-3	1,02	0,88x10-3	0,116	0,232	50	11,6	134,56
5.	0,71x10-3	1,5	0,47x10-3	0,106	0,212	50	10,6	112,36

Grafik hubungan antara  dengan kuadrat kecepatan (v²)

v2

B.     Pembahasan

Dalam praktikum yang berjudul percobaan Melde ini merupakan percobaan mengenai gelombang stasioner. Percobaan dibagi menjadi dua bagian masing- masing lima kali percobaan, yaitu:

1.      Percobaan unntuk mendapatkan hubungan antara cepat rambat gelombang dan tegangan tali.

Dalam percobaan ini pertama-tama menentukan massa beban tali, kami memilih 50 g, 55 g,60 g, 65 g, dan 70 g. Setelah itu , memasang beban-beban tersebut sesuai urutannya agar terjadi tegangan pada tali lalu menyalakan vibratol dan mengubah-ubah jarak tali agar mendapatkan gelombang yang terlihat paling jelas. Dan setelah itu, hitung jumlah gelombang yang dihasilkan dan pada jarak berapa gelombang tersebut terlihat paling jelas. Setelah itu, jarak simpul sudah bisa ditentukan yaitu dengan membagi jarak dan jumlah gelombang yang dihasilkan. Kami mendapatkan jarak simpul yang telah dihitung berturut-turut yaitu 0.145, 0.15, 0.166, 0.173, dan 0.176. Lalu, perhitungan untuk mendapatkan tegangan tali(F), panjang gelombang, frekuensi dan cepat rambat gelombang bisa dihitung menggunakan data-data yang telah dhasilkan menggunkan rumus-rumus yang diketahui. Hasil perhitungan bisa dilihat pada data hasil percobaan diatas beserta grafik perbandingan tegangan tali dan kuadrat cepat rambat gelombang.

Untuk kesimpulan grafik perbandingan antara tegangan tali dan kuadrat kecepatan adalah bahwa grafiknya semakin tinggi jika nilai tegangan tali dan kuadrat kecepatan semakin besar.

2.      Percobaan untuk menentukan jenis tali dengan cepat rambat gelombang.

Dalam percobaan ini hal pertama yanng dilakukan adalah mengukur massa dan panjang tali namun dalam percobaan ini beban penahan yang digunakan adalah sama sedangkan jenis talinya yang diganti. Percobaan tetap dilakukan seperti pada bagian pertama kecuali yang pertama telah dijelaskan itu.

Dalam perbandingan grafik hubungan antara  dan kuadrat kecepatan berdasarkan data hasil percobaan yang kami dapatkan, hasil gambaran grafik setelah data-data diurutkan dari yang terkecil dalah  tidak menentu dengan titik terendah terdapat pada kuadrat kecepatan 122,77 dan titik tertinggi pada kuadrat kecepatan 210,25. Dan kita dapat menyimpulkan bahwa tinggi rendahnya grafik ditentukan oleh besarnya  bukan oleh besarnya nilai kuadrat kecepatan. Semakin besar nilai nya maka semakin tinggi pula garis grafik yang dihasilkan.

BAB VI

PENUTUP

A.  Kesimpulan

Berdasarkan percobaan bisa disimpulkan bahwa:

Melde menemukan bahwa cepat rambat gelombang pada dawai sebanding dengan akar gaya sebanding tali dan berbanding terbalik dengn akar massa persatuan panjang dawai.

Ø  ’Semakin tinggi nilai tegangan tali dan kuadrat kecepatan maka semakin tinggi pula laju grafiknya’’.

Ø  Perbandingan antara  dan kuarat kecepatan diketahui bahwa laju perubahan grafik hanya dipengaruhi oleh nilai  , sedangkan besarnya kuadrat kecepatan tidak berpengaruh. “ semakin besar nilai  maka semakin tinggi pula perubahan laju grafik yang dihasilkan.

B.  Saran

·         Memahami terlebih dahulu dasar teori serta langkah kerja dalam panduan praktikum sebelum memulai praktikum.

·         Dalam melakukan praktikum tersebut harus dengan penuh ketelitian untuk mengukur dan menimbang berat benda serta panjang tali, menentukan jarak untuk melihat getaran secara jelas.

DAFTAR PUSTAKA

Soetrisno, 1983, Seri Fisika Dasar, Gelombang Dan Optik, ITB Bandung.

Resnick Dan Hallyday, 1988, “Physics” Erlangga. Jakarta.