Upload
syarif-hidayatullah
View
819
Download
57
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Untuk referensi Mata Kuliah Fisika Semester 2 Teknik Sipil.
Citation preview
LAPORAN
PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
Disusun Oleh :
SYARIFUL DIDAYAT
09 4110 4230
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945
SEMARANG
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena
atas ridho-Nya penulis dapat menyusun Laporan Praktikum Fisika Dasar I ini.
Praktikum Fisika dasar I ini salah satu bagian persyaratan bagi mahasiswa
Teknik Sipil Universitas 17 Agustus 1945 Semarang untuk dapat mengikuti ujian
Semester terhadap mata kuliah Fisika Dasar I dan sebagai usaha pengkaji dan
penghayatan terhadap mata kuliah dan berbagai penjabaran apa yang telah didapat
dibangku kuliah.
Terwujudnya laporan ini adalah berkat kerjasama teman-teman dan yang telah
member arahan dan bimbingan. Untuk itu kami mengucapkan banyak terima kasih
kepada:
1. Bapak Dekan Fakultas Teknik UNTAG Semarang.
2. Bapak Drs. Agus Supriyanto, Msi, selaku dosen pembimbing mata kuliah
fisika dasar dan kepala Laboratorium Fisika, Fakultas Teknik UNTAG,
Semarang.
3. Bapak Joko S, yang telah membantu kami dalam kelancaran pelaksanaan
praktikum.
4. Semua pihak yang telah membantu terlaksananya praktikum hingga tersusun
laporan ini yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu.
Semoga Tuhan Yang Maha Esa membalas semua kebaikan yang telah membantu
penulis dalam menyelesaikan laporan ini.
Kami menyadari sepenuhnya bahwa proposal ini masih jauh dari sempurna.
Oleh karena itu kami mengharap saran dari pembaca sekalian, untuk dapat
menyempurnakan laporan ini.
Dalam menyususn laporan ini semoga dapat memberikan manfaat bagi
pembaca. Terima kasih
Semarang, 28 Juni 2010
Penyusun
LEMBAR PENGESAHAN
Laporan Praktikum Fisika telah diperiksa dan disyahkan pada:
Hari : ……………
Tanggal : ……………
Yang disusun oleh :
Kelompok :
Nama : 1. SYARIFUL HIDAYAT 09 4110 4230
Mengetahui,
Kepala Laboratorim Dosen
(Drs. Agus Supriyanto, Msi) (Drs. Agus Supriyanto, Msi)
LAPORAN
PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
( Viskositas Cairan )
Disusun Oleh :
SYARIFUL DIDAYAT
09 4110 4230
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945
SEMARANG
I. Tujuan Percobaan
• Mempelajari pemakaian viscometer bola jatuh untuk mengukur
viskositas suatu cairan
• Mengukur viskositas dari minyak goring sebagai fungsi dari
konsentrasi
II. Pelaksanaan Percobaan
A. Dasar Teori Percobaan
Sebuah benda yang bergerak dalam suatu fluida akan mendapatkan gaya
gesek yang berlawanan arah dengan kecepatan benda, Besar gaya ini
tergantung dari bentuk geometri benda dan gesekan internal dari fluida
tersebut. Gesekan internal fluida dapat ditentukan dengan mengukur
viskositas dinamik . Untuk sebuah bola dengan jari-jari r yang bergerak
dengan kecepatan νdalam suatu fluida dengan viskositas dinamik sebesar
Gaya gesek menurut G.G. Stokes adalah:
F = 6 η. ν. R
Bila sebuah benda jatuh vertical dalam suatu fluida, akan bergerak dengan
kecepatan v konstan pada waktu tertentu sehingga kesetimbangan gaya
gesek yang bekerja pada bola.
Gaya gesek F1 dengan arah ke atas dan gaya buoyancy
F2 = (4π ) / 3 r3 . ρ 1. g
Dengan arah keatas juga, sedangkan pada arah kebawah bekerja gaya
gravitasi.
F2 = (4π ) / 3. r3 . ρ 1. G
Dengan ρ adalah kerapatan fluida, ρ kerapatan bola dan g percepatan
gerak
Jatuh bebas. Ketiga gaya tersebut memenuhi hubungan
F1 + F2 = F3
Viskositas dapat ditentukan dengan mengukur laju jatuh benda v, yang
dapat
Dihitung dan jarak jatuh s dan waktu tempuh t
η-( 2 ) / g . r2 . (ρ2 – ρ 1 ). G.t / S
B. Alat dan Bahan
1 viskometer benda jatuh after hoppler
1 set bola
1 timbangan
2 gelas ukur
C. Gambar Alat
D. Prosedur Pelaksanaan Percobaan
a. Timbang masing-masing bola
b. Catat kerapatan zat cair
c. Bersihkan tabung viskositas dengan aquades atau alcohol dan
keringkan dengan tisu.
d. Tuangkan zat cair yang akan diukur kedalam tabung
e. Masukkan bola dengan pinset kedalam tabung, untuk cairan yang
kental, gunakan bola dengan berat yang lebih besar.
f. Jaga jarak agar tidak ada gelembung yang ikut bersama bola dalam
tabung viscometer.
g. Jaga temperature konstan selama pengukuran
h. Catat waktu yang diperlukan oleh benda jatuh dalam cairan untuk
menempuh jarak tertentu.
III. Hasil Percobaan
A. Data Hasil Percobaan
Panjang lintasan bola dalam viscometer = 10 cm
Suhu = 280 C
No Benda Massa / gr Diameter
1.
2.
3.
Gelas kosong
V air
Bola
26,12
10
4,43
-
-
0,78
No Benda Waktu Lintasan Dalam Air
1. Bola 8,098
B. Perhitungan
R = 6π r v μ
∑ fy = W – B – R
W – B – R = 0
Dengan nilai, Volum Bola (v) = 4/3 π r3
Massa Bola (m) = 4/3 π r3 ρb
Massa Fluida (m) = 4/3 π r3 ρc
Maka, W = B + R
4/3 π r3 ρb = (4/3 π r3 ρc + 6π r v ). G
4/3 π r3 G (ρb - ρc) = 6π r v μ
(2/9 r2 G (ρb - ρc) = ) / v
((2/9 r2 G (ρb - ρc) t)/s =μ
Semakin besar viskositas (μ ) maka semakin besar harga waktu (t) (μ = t)
IV. Kesimpulan
1. Dengan melakukan percobaan viscositas, kita dapat mengukur angka kental
dinamis dari suatu cairan.
2. Semakin kecil kadar suatu larutan , maka waktu alir semakin cepat.
3. Semakin kecil kadar suatu larutan , maka kental dinamisnya semakin kecil.
4. Rapat jnis dipengaruhi oleh kadar suatu larutan.
LAPORAN
PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
( Lenturan Batang )
Disusun Oleh :
SYARIFUL DIDAYAT
09 4110 4230
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945
SEMARANG
I. Tujuan Percobaan:
1. Memahami lenturan suatu batang
2. Dapat menentukan modulus elastisitas batang.
II. Pelaksanaan Percobaan
A. Dasar Teori:
Bila sebuah batang dilenturkan, maka bagian cembungnya mengalami
suatu pemuaian, sedang bagian cekungnya mengalami tekanan. Untuk
ini berlaku pula hukum Hooke. Karena itu modulus elastisitas juga
dapat ditentukan dengan percobaan-percobaan lenturan batang.
Bila kita ingin menentukan modulus elastisitas dari suatu logam
dengan cara tersebut diatas, lebih dahulu logam tersebut dibuat bentuk
batang dengan penampang empat persegi panjang. Batang ini
ditempatkan diatas dua buah titik tumpuan berjarak ± 1 m ditengah
batang diantara kedua titik tumpuan disediakan tempat untuk
menggantung beban, dengan adanya
Beban, maka titik batang tempat beban digantungkan akan turun. Bila
Karen gaya beban sebesar F, titik penggantung turun sebesar h, maka:
h = ¼ l/a3b F/E
Dimana: l = Jarak kedua titik tumpuan
a= Tebal batang
b= Lebar batang
E= Modulus elastisitas dari logam batang
Bila I, a dan b di ukur, F diketahui dan h juga diketahui maka modulis
elastisitas E dapat dihitung dari rumus diatas. Pengamatan h dengan
metode kathetometer.
Bila F dinyatakan dengan Kg, dan ukuran-ukuran panjang dinyatakan
dengan mm, maka E terapat dalam Kg m s, atau Newton/m2. Dibuat
grafik hubungan antar h dan F.
B. Alat dan Bahan
1. Batang besi
2. Batang kuningan
3. Mikrometerskrup
4. Beban berupa anak timbangan
5. Tiang penempa
6. Gantungan beban
C. Prosedur Pelaksanaan Percobaan
o Pasang batang pada tiang penempa, kemudian atur
sehinggateropong kathetometer horizontal dan mengarah
ditengah –tengah batang
o Pasang penggantung beban kira-kira ditengah-tengah batang.
o Arahkan teropong kathetometer pada penggantung,
sehingga ditengah-tengah garis silang nampah berimpit
dengan titik-titik tumpuan penggantung beban
o Bacalah sikap kathetometer mula-mula untuk beban 0 kg,
catat baik-baik, kemudian baca juga untuk beban-beban
berturut-turut:
• 100 – 700 gram
o Kerjakan juga no, 4 untuk beban yang makin mengecil mulai
700-0 gram kembali
III. Hasil Percobaan
A. Batang besi
Penambahan
MassaPengurangan Massa
Massa Skala Massa Skala
0 g
100 g
200 g
300 g
400 g
500 g
600 g
700 g
9,69
8,93
7,19
6,41
4,66
3,98
2,19
0,78
700 g
600 g
500 g
400 g
300 g
200 g
100 g
0 g
0,78
2,19
3,98
4,66
6,41
7,19
8,93
9,69
B. Batang kuningan
Penambahan
MassaPengurangan Massa
Massa Skala Massa Skala
0 g
100 g
200 g
300 g
400 g
500 g
600 g
700 g
12,27
11,62
11,36
10,82
10,68
9,30
8,93
8,34
700 g
600 g
500 g
400 g
300 g
200 g
100 g
0 g
8,34
8,93
9,30
10,68
10,82
11,36
11,62
12,27
C. Perhitungan
* Batang Besi
1. 0,1 = 1/4 ((50)3 10x100)/((0,22)3x2,7x E) =
E = ¼ x 125.000.000/0.01149984 = 1,087 x 1010
2. 0,2 = 1/4 ((50)3 10x200) / ((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 250.000.000/0,0071874 = 8,695 x 1010
3. 0,3 = 1/4 ((50)3 10x300)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 375.000.000/0,00862488 = 1,086 x 1010
4. 0,4 = 1/4 ((50)3 10x400)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 500.000.000/0,01149984 = 1,086 x 1010
5. 0,5 = 1/4 ((50)3 10x500)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 625.000.000/0,0143748 = 1,086 x 1010
6. 0,6 = 1/4 ((50)3 10x600)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 750.000.000/0,01724976 = 1,086 x 1010
7. 0,7 = 1/4 ((50)3 10x700)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 875.000.000/0,02012472 = 1,086 x 1010
* Batang Kuningan
1. 0,1 = 1/4 ((50)3 10x150)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 187.000.000/0,00287496 = 1,630 x 1010
2. 0,2 = 1/4 ((50)3 10x275)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 343.000.000/0,00574992 = 1,494 x 1010
3. 0,3 = 1/4 ((50)3 10x400)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 500.000.000/0,0862488 = 1,445 x 1010
4. 0,4 = 1/4 ((50)3 10x525)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 875.000.000/0,01149984 = 1,426 x 1010
5. 0,5 = 1/4 ((50)3 10x650)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 812.500.000/0,0143748 = 1,413 x 1010
6. 0,6 = 1/4 ((50)3 10x525)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 968.750.000/0,01724976 = 1,404 x 1010
7. 0,7 = 1/4 ((50)3 10x525)/((0,22)3x2,7x E) =
E = 1/4 x 1.125.000.000/0,02112472 = 1,397 x 1010
LAPORAN
PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
( Energi dan Momentum pada Peristiwa Tumbukan )
Disusun Oleh :
SYARIFUL DIDAYAT
09 4110 4230
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945
SEMARANG
I. Tujuan Percobaan
1. Membuktikan hokum ketiga Newton
2. Membuktikan hokum kekekalan dan momentum dan kekekalan
energy pada peristiwa tumbukan
II. Pelaksanaan percobaan
1. Perinsip dasar
Hokum Newton ketiga menyatakan “Aksi yang dihasilkan dari dua
massa
Satu sama lain ( missal gaya dan momentum gaya ) selalu memiliki
besar
Yang sama dan berlawanan arah ( aki dan reaksi )”, Inilah dengan
mudah
Dapat dibuktikan pada peristiwa sentral satu dimensi dari dua benda
(m1 dan m2 ) yang sama atau berbeda massa.
V1 V2
m1 m2
A B
V1’ m1 m2 V2’
A B
Pada peristiwa ini terbukti hokum kekalan momentum. Jika benda
kedua dalam keadaan diam ( v2 = 0 ) sebelum tumbukan maka :
P1 = m1 . v1 + m2 . v2 = p1’ + p2’
Pada tumbukan elastic, jumlah energy kinetic sebelum dan sesudah
akan sama
E1 = 1/2 . m1 . v12 = 1/2 . m1. V1’2 + 1/2m2 . v2’ = E’1 + E’2
Dari persamaan 1 dan 2 dapat ditentukan persamaan berikut kecepatan
sesudah tumbukan.
V’1 = (m1 – m2 . v1) / (m1 + m2) dan V’2 = (2.m1 . v1) / (m1 + m2)
Momentum sesudah tumbukan
P1 = (m1 . m2 . p1) / (m1 + m2)2 dan P2 = (2.m2 . p1) / (m1 + m2)
Energi kinetic sesudah tumbukan
E1 = ((m1 - m2)2 E1) / ((m1 + m2)2) dan E1 = (4 . m1. m2 . E1) / (m1 +
m2)
2. Alat dan Bahan
1 trak udara
1 penyembur udara untuk air trak
2 pemutus cahaya
1 kontrol power
1 kabel koneksi 1,5 m
1 sesor cassy
1 pencatat waktu PC dengan windows
3. Prosedur percobaan
Lihat pada program cassy
4. Hasil Percobaan
A. Data Hasil Percobaan
1. Benda I dan bergerak II bergerak saling mendekati
m1 = 100 g m2 = 100 g
Percobaan 1
V1 = 0,417 V2 = -0,139
V1’ = -0,130 V2’= 0,396
2. Benda I diam dan benda II bergerak mendekati benda I
m1 = 100 g m2 = 100 g
Percobaan 1
V1 = 0,000 V2 = -0,366
V1’ = -0,340 V2’= -0,032
3. Benda II diam dan benda I bergerak mendekati benda II
m1 = 100 g m2 = 100 g
V1 = 0,015 V2 = 0,000
V1’ = 0,532 V2’= 0,617
4. Benda I dan benda II bergerak menjauh
m1 = 100 g m2 = 100 g
Percobaan 1
V1 = 0,000 V2 = 0,000
V1’ = -0,134 V2’= 0,137
III. Kesimpulan
- Kekekalan momentum atau momentum konstan apabila didalam
system tidak ada gaya luar yang bekerja
- Perbedaan nilai P sebelum dan sesudah terjadi tumbukan diakibatkan
karena terjadi kehilangan energy selama bekerja
- Energi yang hilang dapat berupa terjadinnya gesekan benda dengan
dasar plat, timbulnya panas dibidang gesek, hambatan angina yang
mempengaruhi system
- Dari hasil percobaan dapat disimpulkan kekekalan momentum dan
kekekalan energy tidak bekerja atau tidak terbukti
- Dari percobaan yang dilakukan besar momentum sebelum dan sesudah
terjadi tumbukan tidak sama akibat adanya pengaruh gaya luar yang
bekerja pada system.
LAPORAN
PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
( Kalor Lebur )
Disusun Oleh :
SYARIFUL DIDAYAT
09 4110 4230
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945
SEMARANG
I. Tujuan Percobaan
Menentukan kalor lebur es
II. Peralatan dan Bahan
1. Kalorrimeter dan pengaduk
2. Termometer
3. Neraca
4. Air hangat
III. Teori Dasar
Keadaan fase zat di alam ada 3, yaitu padat, cair dan gas. Zat-zat itu pada
kondisi suhu dan tekanan tertentu mengalami ketiga fase tersebut.
Transisi
dari fase satu ke fase yang lain disertai dengan pelepasan panas atau
penyerapan panas dan seringkali disertai perubahan volume.
Panas yang diserap oleh suatu massa benda dalam bentuk padat untuk
melebur (mencair) tanpa perubahan temperature didefinisikan sebagai
“kalor lebur”,
Banyaknya kalor Q yang dibutuhkan untuk meleburkan massa m pada
temperatur konstan adalah:
Q = m L Dengan L menyatakan kalor lebur zat
Untuk menentukan kalor lebur zat (es dapat) digunakan metode
calorimeter, Yaitu dengan memasukkan es ( massa me ) ke dalam
calorimeter berisi air (massa mw). Bila calorimeter dilengkapi dengan
pengaduk, thermometer dan mempunyai harga air mkCk.
Dengan mk : massa calorimeter beserta pengaduk dan thermometer
Ck : kapasitas panas jenis calorimeter
Maka temperature air dalam calorimeter akan turun sampai harga
terakhirya Tf derajat ( setelah semua wa mencair). Setelah nilai tf
tercapai, sedikit demi sedikit temperature akan naik kembali. Pada
proses ini, besar panas yang diberikan air, calorimeter dan
pengaduknya adalah:
Q1 = (mw + mkCk) (ti – tf)
Dengan ti menyatakan suhu awal dari calorimeter. Sedang panas yang
diserap/diterima oleh es untuk berubah wujud dari padat menjadi cair
dan
Untuk menaikkan temperature air (yang berasal dari es) dari 00 samoai
tf0
adalah :
Q2 = meL + meCwtr
Menurut azas Black, Q1 = Q2, maka diperoleh:
(mw = mkCk)(tf –tf) = mcCwtf
Dari persamaan (4) dapat dihitung nilai lebur es dan satuannya kalori/gram
IV. Cara Kerja
a. Timbanglah massa calorimeter kosong (calorimeter + pengaduk +
tremometer ).
b. Timbanglah calorimeter + pengaduk + tremometer + air
c. Panaskanlah tremometer yang berisi air dan pengaduknya sampai
beberapa derajat di atas suhu kamar tk ( bias ditambah air hangat ),
sehingga dipenuhi syarat tk – tf = ti – tk
d. Masukkan es dalam calorimeter yang berisi air + pengaduk. Sambil
mengaduk amatilah suhu pada temperature tiap 15 detik sampai es
melebur.
e. Bila tremometer sama dengan tremometer es yang sedang melebur,
maka akan tercapai suatu suhu minimum, dan tremometer minimum ini
adalah tremometer akhir tf.
f. Lanjutkan pengamatan tiap 15 detik sampai beberapa menit setelah
tremometer minimum dicapai.
V. Data Hasil Percobaan
Data hasil percobaan terjadi sebagai berikut :
a. Suhu kamar ( tk ) : 28°
b. Suhu mula – mula ( ti ) : 31℃ ( 3℃ diatas suhu
kamar )
c. Suhu akhir ( tf ) : 26℃
d. Kapasitas panas jenis calorimeter ( Ck ) : 0.22 kal / gr℃
e. Massa calorimeter + tremometer : 126,3 gram
f. Massa calorimeter + tremometer + air : 186,9 gram
g. Massa calorimeter + tremometer + air + es : 204 gram
h. Pengukuran suhu
Waktu ( 15 detik ke- ……….. ) Suhu
Detik ℃
15
30
45
60
75
90
105
120
135
150
165
180
29
27,5
26,5
26
25,8
25,8
25,8
25,8
25,8
25,8
25,8
26
i. Perhitungan
Massa
Calorimete
r
Massa
Calorimeter
+ air
Suhu
kamar
Suhu
Awal
Suhu
Akhir
Massa
Calorimeter
+ air + es
Kalor jenis
kalorimeter
Kalor
Jenis air
Pada suhu
kamar
(gr) (gr) (℃ ) (℃ ) (℃ ) (gr) Kal/gr℃ Kal/gr℃
mk mk + mw tk ti tf mw+mk+me Ck Cw
108,4 186,9 28 31 26 204 0,22 1
Catatan:
Panas jenis calorimetr (Cc) untuk bahan alumunium = 0,22 kal/gr℃
Panas jenis calorimetr (Cc) untuk bahan alumunium = 0,22 kal/gr℃
Panas jenis air (Cw) : 1 Kal/gr℃
Maka harga kalor lebur es:
L = (( mk . ck + mw .Cw ) ( ti – tf ) – ( ms. Cw . tr )) / ms
L = ((( 108, 4 . 0,22 ) + ( 78,5 x 1)) (31 – 26) – (17,1 . 1. 26)) / ms
L = 66,7 kalori
VI. Analisa dan Pembahasan
Dari data hasil percobaan, maka dapat dirumuskan bahwa kalor merupakan
salah satu bentuk energy yang dapat berpindah dari benda yang bersuhu
tinggi
Ke benda yang bersuhu rendah. Energi yang berpindah inilah yang disebut
dengan kalor, sehingga dapat didefinisikan bahwa:
“ Kalor adalah bentuk energy yang berpindah dari benda yang bersuhu
lebih tinggi ke benda yang bersuhu lebih rendah jika kedua benda
bersentuhan”.
Besarnya kalor dapat dirumuskan sebagai berikut,
Q = m c ∆ t
Selain itu, dalam perhitungan nilai kalor lebur zat, maka didapat suatu
rumusan bahwa definisi dari kalor lebur zat yaitu kalor yang dipergunakan
untuk mengubah wujud 1 kg zat padat menjadi cair.
Q = m L
Sehingga dapat menghasilkan suatu kesimpulan bahwa pada
“Pencampuran dua zat, banyaknya kalor yang dilepas zat bersuhu tinggi
sama dengan banyaknya kalor yang dilepas zat bersuhu rendah” atau dapat
ditulis dengan persamaan,
Qserap = Qlepas
Atau bias disebut sebagai hokum kekekalan energy kalor. (Azas Black)
LAPORAN
PRAKTIKUM FISIKA DASAR I
( Resonansi Bunyi )
Disusun Oleh :
SYARIFUL DIDAYAT
09 4110 4230
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945
SEMARANG
I. Tujuan Percobaan
Menentukan besarnya kecepatan bunyi, frekuensi sumber, atau panjang
gelombang bunyi jika salah satu sumber diketahui.
II. Alat dan Bahan
a. Tabung kaca
b. Penggaris
c. Audio generator
d. Air/cairan
III. Dasar Teori Percobaan
Definisi sederhana dari resonansi adalah peristiwa bergetarnya suatu
sumber benda akibat bergetarnya benda lain. Secara empiris, sebenarnya
resonansi adalah peristiwa penjumlahan dua buah gelombang atau lebih
yang memiliki fase getaran yang sama. Misalnya dua gelombang
masing-masing memiliki
Persamaan:
Y1 = A1 Sin ( t )
Y2 = A2 Sin ( t )
Kedua gelombang tersebut jika di superposisikan didapat persamaan:
Y1 . Y2 = ( A1 + A2 ) sin ( ωt )
Maka resonansi terjadi jika kedua sumber getaran memiliki frekuensi sama
dan akan ditandai dengan penambahan amplitude getaran dari hasil
penjumlahan gelombang tersebut seperti ditunjukkan gambar 1.
Peristiwa resonansi terjadi pada gelombang mekanik maupun
elektromagnetik.
Contoh peristiwa resosnansi diantaranya:
- Resonansi partikel udara pada gitar, seruling, stetoskop, terowongan.
- Resonansi antar osilator pada pesawat radio, telepon seluler, satelit
Komunikasi
- Resonansi spin inti atom dengan gelombang radio pada pesawat
Magnetcs Resonance Imaging ( MRI ).
Peristiwa resonansi dapat diamati dengan experiment menggunakan
kolom udara. Suatu sumber bunyi dengan frekuensi tetap sebesar f
(Hz) diletakkan pada mulut tabung kolom udara, maka sumber bunyi
akan masuk ke dalam udara dengan beda fase 180° seperti ditunjukkan
pada gambar 2.
Pada gambar I1, I2, I3 ……..adalah titik-titik resonansi yang ditandai
dengan menguatnya sumber bunyi. Dari gambar tersebut didapat :
I1 – 1/4 λ, atau I1 – 1/4v/f
Maka secara experiment didapatkan kecepatan bunyi di udara melalui
experiment I1 : v = 4 . Ii . f
Jika dilanjutkan maka akan ditentukan titik resonansi I2, maka
didapatkan :
I2 = 3/4λ dan, v = 4/3 I2 f
Jika dilanjutkan maka akan ditentukan titik resonansi I3, maka
didapatkan:
I3 = 5/4λ dan, v = 4/5 I3 f
Begitu seterusnya resonansi pada kolom udara tersebut merupakan suatu
deret matematis.
IV. Cara Kerja
Untuk dapat mengamati terjadinya resonansi bunyi. Paling mudah
digunakan tabung kaca yang diisi dengan air seperti ditunjukkan gambar 3,
urutan percobaan ini adalah sebagai berikut:
a.Mula-mula ujung tabung disambungkan dengan selang lentur dan
ujungnya diberi corong air, kemudian corong diletakkan sejajar dengan
mulut tabung.
b. Kemudian air diisikan kedalam tabung melalui corong tersebut hingga
penuh.
c.Berikutnya membunyikan sumber getaran bunyi pada mulut tabung.
Pada percobaan ini dapat digunakan garputala atau perangkat elektronik
generator bunyi (audio generator). Penggunaan generator bunyi
elektronik akan banyak membantu dalam percobaan ini karena tidak
terjadi perejaman yang menyebabkan amplitude getaran mengecil
kemudian diam.
V. Data Hasil Percobaan
Titik resonansi yang
Ke……..
(saat mendengung)
Panjang lajur udara Rata-rata
Pada
kenaikan
Pada
penurunan ( cm )
|1 ( cm ) ( cm ) 1 total = ∑|1 = 95,2
23,8 23,8 |1 = 95,2/4
23,8 23,8 = 23,8
|2 76 76 |2 = ∑ ¿2 = 301,6
74,8 74,8 |2 total = 301,6 /4 = 75,4
Frekuensi penala diketahui (f) = 340 hertz
Suhu kamar terbaca = 27℃
Maka kecepatan bunyi di udara (v)
Rums yang digunakan adalah:
V = 4 I1 f atau
V = 4/3 I2 f atau
V = 2 (I2-I1) f
Maka harga v, kecepatan bunyi di udara adalah
V = 4 x 23,8 x 340
= 323,68 m/s atau
v = 4/3 x 75,4 x 340
= 341,813 m/s atau
v = 2 x (75,4 – 23,8) x 340
= 350,88 m/s
VI. Analisa dan Pembahasan
Dengan menentukan titik resonansi bunyi yang diamati, maka dengan
percobaan tersebut dapat diperoleh besarnya kecepatan bunyi, frekuensi
sumber dan panjang gelombang bunyi. Kesimpulan ini dapat diperjelas
dengan rumus sebagai berikut,
Syarat resonansi
I = (2h-1) 1/4λ
Dengan (2n-1) adalah bilangan ganjil
Pada dasar
I = 1/4λ f0 = v/λ = v/4L
Nada Dasar 1
I = 3/4 f1 = v/λ = 3v/4L
Nada Dasar 2
I = 5/4 λ f2 = v/λ = 5v/4L
F0 : f1 : f2 ………… = 1 : 3 : 5
KESIMPULAN
Setelah melakukan praktikum terhadap 5 teori yang akan dibuktikan,
ternyata dengan melakukan perhitungan dan perlakuan terhadap objek yang benar dan
sesuai tata cara, maka didapat hasil-hasil yang sesuai dengan yang telah dirumuskan
sebelumnya. Dengan melihat berbagai rumusan yang digunakan dalam membuktikan