JURNAL PRAKTIKUM RESONANSI GELOMBANG BUNYI
ZULFIKAR ANSHARI OKTAFINAWAN 1202154136 KELOMPOK SI8D
LABORATORIUM FISIKA DASAR PROGRAM PERKULIAHAN DASAR DAN UMUM UNIVERSITAS TELKOM 2015-2016
I. TUJUAN PRAKTIKUM 1. Memahami peristiwa resonansi gelombang bunyi 2. Menentukan kecepatan rambat bunyi dalam udara 3. Memahami pengaruh perubahan suhu terhadap cepat rambat bunyi
II. PENGOLAHAN DATA A. Secara Grafis 1. Frekuensi 700 Hz Tabel Pengamatan Panjang pipa
Permukaan yang
Permukaan yang
resonansi ke-n
diturunkan
dinaikan
L1
0,11 m
0,11 m
0,11 m
L2
0,36 m
0,36 m
0,36 m
L3
0,61 m
0,61 m
0,61 m
L4
0,87 m
0,87 m
0,87 m
Ln (Rata-rata)
Grafik n terhadap Ln
Ln 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0
πΏπ =
π£ 2π
π
0,5
1
dimana, πΏπ = π¦ π£ 2π
=π
π=π₯
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Tabel Regresi Linear No
x
y
x2
y2
xy
1
1
0,11
1
0,0121
0,11
2
2
0,36
4
0,1296
0,72
3
3
0,61
9
0,3721
1,83
4
4
0,87
16
0,07569
3,48
Ξ£
10
1,95
30
1,2707
6,14
π=
πΞ£(π₯π¦) β Ξ£xΞ£y πΞ£π₯ 2 β (Ξ£x)2
π=
(4 β 6,14) β (10 β 1,95) (4 β 30) β (10)2
π=
(4 β 6,14) β (10 β 1,95) (4 β 30) β (10)2
π=
24,56 β 19,5 5,06 = = 0,253 120 β 100 20
Ξπ¦ 2 =
1 Ξ£x 2 (Ξ£y)2 β 2Ξ£xΞ£yΞ£(xy) + N(Ξ£xy)2 [Ξ£π¦ 2 β ] πβ2 πΞ£π₯ 2 β (Ξ£x)2
Ξπ¦ 2 =
1 (30 β 3,8025) β (2 β 10 β 1,95 β 6,14) + (4 β 37,6996) [1,2707 β ] 4β2 (4 β 30) β (10)2
Ξπ¦ 2 =
1 114,075 β 239,46 + 150,7984 [1,2707 β ] 2 120 β 100
Ξπ¦ 2 =
1 25,4134 1 [1,2707 β ] = [1,2707 β 1,2707] 2 20 2
Ξπ¦ 2 = 0
π Ξπ = Ξyβ πΞ£π₯ 2 β (Ξ£x)2
Ξπ = 0β
4 =0 (4 β 30) β (10)2
π=
π£ 2π
π£ = 2π β π π£ = 2 β 700 β 0,253 = 354,2 π/π π₯π£ = 2π β π₯π π₯π£ = 2 β 700 β 0 = 0 Pelaporan π£ = {π£ Β± π₯π£}m/s π£ = 354,2 m/s Tingkat Ketelitian TK = (1 β
π₯π£ ) *100% π£
TK = (1 β
0 ) *100% 354,2
TK = 100%
2. Frekuensi 800 Hz Tabel Pengamatan Panjang pipa
Permukaan yang
Permukaan yang
resonansi ke-n
diturunkan
dinaikan
L1
0,09 m
0,09 m
0,09 m
L2
0,31 m
0,31 m
0,31 m
L3
0,52 m
0,52 m
0,52 m
L4
0,74 m
0,74 m
0,74 m
Ln (Rata-rata)
Grafik n terhadap Ln
Ln 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0
πΏπ =
π£ 2π
π
0,5
1
dimana, πΏπ = π¦ π£ 2π
=π
π=π₯
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Tabel Regresi Linear No
x
y
x2
y2
xy
1
1
0,09
1
0,0081
0,09
2
2
0,31
4
0,0961
0,62
3
3
0,51
9
0,2704
1,56
4
4
0,74
16
0,5476
2,96
Ξ£
10
1,66
30
0,9222
5,23
π=
πΞ£(π₯π¦) β Ξ£xΞ£y πΞ£π₯ 2 β (Ξ£x)2
π=
(4 β 5,23) β (10 β 1,66) (4 β 30) β (10)2
π=
20,92 β 16,6 120 β 100
π=
4,32 = 0,216 20
1 Ξ£x 2 (Ξ£y)2 β 2Ξ£xΞ£yΞ£(xy) + N(Ξ£xy)2 2 Ξπ¦ = [Ξ£π¦ β ] πβ2 πΞ£π₯ 2 β (Ξ£x)2 2
Ξπ¦ 2 =
1 (30 β 2,7556) β (2 β 10 β 1,66 β 5,23) + (4 β 27,359) [0,9222 β ] 4β2 (4 β 30) β (10)2
Ξπ¦ 2 =
1 80,668 β 173,636 + 109,4116 [0,9222 β ] 2 120 β 100
Ξπ¦ 2 =
1 18,4436 1 [0,9222 β ] = [0,9222 β 0,9222] 2 20 2
Ξπ¦ 2 = 0
π Ξπ = Ξyβ 2 πΞ£π₯ β (Ξ£x)2
Ξπ = 0β
4 =0 (4 β 30) β (10)2
π=
π£ 2π
π£ = 2π β π π£ = 2 β 800 β 0,216 = 345,6 π/π π₯π£ = 2π β π₯π π₯π£ = 2 β 800 β 0 = 0 Pelaporan π£ = {π£ Β± π₯π£}m/s π£ = 345,6 m/s Tingkat Ketelitian TK = (1 β
π₯π£ ) *100% π£
TK = (1 β
0 ) *100% 345,6
TK = 100%
3. Frekuensi 900 Hz Tabel Pengamatan Panjang pipa
Permukaan yang
Permukaan yang
resonansi ke-n
diturunkan
dinaikan
L1
0,08 m
0,08 m
0,08 m
L2
0,28 m
0,28 m
0,28 m
L3
0,47 m
0,47 m
0,47 m
L4
0,67 m
0,67 m
0,67 m
Ln (Rata-rata)
Grafik n terhadap Ln
Ln 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0
πΏπ =
π£ 2π
π
0,5
1
dimana, πΏπ = π¦ π£ 2π
=π
π=π₯
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
Tabel Regresi Linear No
x
y
x2
y2
xy
1
1
0,08
1
0,0064
0,08
2
2
0,28
4
0,0784
0,56
3
3
0,47
9
0,2209
1,41
4
4
0,67
16
0,4489
2,68
Ξ£
10
1,5
30
0,7546
4,73
π=
πΞ£(π₯π¦) β Ξ£xΞ£y πΞ£π₯ 2 β (Ξ£x)2
π=
(4 β 4,73) β (10 β 1,5) (4 β 30) β (10)2
π=
18,92 β 15 120 β 100
π=
3,92 = 0,196 20
Ξπ¦ 2 =
1 Ξ£x 2 (Ξ£y)2 β 2Ξ£xΞ£yΞ£(xy) + N(Ξ£xy)2 [Ξ£π¦ 2 β ] πβ2 πΞ£π₯ 2 β (Ξ£x)2
Ξπ¦ 2 =
1 (30 β 2,25) β (2 β 10 β 1,5 β 4,73) + (4 β 22,3729) [0,7546 β ] 4β2 (4 β 30) β (10)2
Ξπ¦ 2 =
1 67,5 β 141,9 + 89,4916 [0,7546 β ] 2 120 β 100
Ξπ¦ 2 =
1 15,0916 1 [0,7546 β ] = [0,7546 β 0,7546] 2 20 2
Ξπ¦ 2 = 0
π Ξπ = Ξyβ 2 πΞ£π₯ β (Ξ£x)2
Ξπ = 0β
4 =0 (4 β 30) β (10)2
π=
π£ 2π
π£ = 2π β π π£ = 2 β 900 β 0,196 = 352,8 π/π π₯π£ = 2π β π₯π π₯π£ = 2 β 900 β 0 = 0 Pelaporan π£ = {π£ Β± π₯π£}m/s π£ = 352,8m/s Tingkat Ketelitian TK = (1 β
π₯π£ ) *100% π£
TK = (1 β
0 ) *100% 352,8
TK = 100%
B. Secara Analitis 1. Frekuensi 700 Hz πΏπ β ππβ1 =
π£ 2π
π£ = 2π(πΏπ β πΏπβ1 )
π£21 = 2π(πΏ2 β πΏ1 ) π£21 = 2 β 700(0,36 β 0,11) = 1400(0,25) = 350 m/s
π£32 = 2π(πΏ3 β πΏ2 ) π£32 = 2 β 700(0,61 β 0,36) = 1400(0,25) = 350 m/s
π£43 = 2π(πΏ4 β πΏ3 ) π£43 = 2 β 700(0,87 β 0,61) = 1400(0,26) = 364 m/s
π£Μ
=
π£21 + π£32 + π£43 3
π£Μ
=
350 + 350 + 364 = 354,7 m/s 3
β³ π£ = |π£Μ
β π£21 | = |354,7 β 350| = 4,7 β³ π£ = |π£Μ
β π£32 | = |354,7 β 350| = 4,7 β³ π£ = |π£Μ
β π£43 | = |354,7 β 364| = 9,3
Pelaporan π£ = {π£ Β±β³ π£πππ₯ }m/s π£ = {354,7 Β± 9,3}m/s Tingkat Ketelitian TK = (1 β
π₯π£ ) *100% π£
TK = (1 β
9,3 ) *100% 354,7
TK = (1 β 0,026) *100% = 97,4%
2. Frekuensi 800 Hz
πΏπ β ππβ1 =
π£ 2π
π£ = 2π(πΏπ β πΏπβ1 )
π£21 = 2π(πΏ2 β πΏ1 ) π£21 = 2 β 800(0,31 β 0,09) = 1600(0,22) = 352 m/s
π£32 = 2π(πΏ3 β πΏ2 ) π£32 = 2 β 800(0,52 β 0,31) = 1600(0,21) = 336 m/s
π£43 = 2π(πΏ4 β πΏ3 ) π£43 = 2 β 800(0,74 β 0,52) = 1600(0,22) = 352 m/s
π£Μ
=
π£21 + π£32 + π£43 3
π£Μ
=
352 + 336 + 352 = 346,7 m/s 3
β³ π£ = |π£Μ
β π£21 | = | 346,7 β 352| = 5,3 β³ π£ = |π£Μ
β π£32 | = | 346,7 β 336| = 410,7 β³ π£ = |π£Μ
β π£43 | = | 346,7 β 352| = 5,3
Pelaporan π£ = {π£ Β±β³ π£πππ₯ }m/s π£ = {346,7 Β± 10,7}m/s Tingkat Ketelitian TK = (1 β
π₯π£ ) *100% π£
TK = (1 β
10,7 ) *100% 346,7
TK = (1 β 0,031) *100% = 96,9%
3. Frekuensi 900 Hz
πΏπ β ππβ1 =
π£ 2π
π£ = 2π(πΏπ β πΏπβ1 )
π£21 = 2π(πΏ2 β πΏ1 ) π£21 = 2 β 900(0,28 β 0,08) = 1800(0,2) = 360 m/s
π£32 = 2π(πΏ3 β πΏ2 ) π£32 = 2 β 900(0,47 β 0,28) = 1800(0,19) = 342 m/s
π£43 = 2π(πΏ4 β πΏ3 ) π£43 = 2 β 900(0,67 β 0,47) = 1800(0,2) = 360 m/s
π£Μ
=
π£21 + π£32 + π£43 3
π£Μ
=
360 + 342 + 360 = 354 m/s 3
β³ π£ = |π£Μ
β π£21 | = | 354 β 360| = 6 β³ π£ = |π£Μ
β π£32 | = | 354 β 342| = 12 β³ π£ = |π£Μ
β π£43 | = | 354 β 360| = 6
Pelaporan π£ = {π£ Β±β³ π£πππ₯ }m/s π£ = {354 Β± 12}m/s Tingkat Ketelitian TK = (1 β
π₯π£ ) *100% π£
TK = (1 β
12 ) *100% 354
TK = (1 β 0,034) *100% = 96,6%
C. Secara Empiris
π£ = 331β1 +
π‘ 273
Dimana nilai t = 26oC
π£ = 331β1 +
26 273
π£ = 331β1 + 0,095 π£ = 331 β 1,04642 π£ = 346,36 m/s
III. ANALISIS
1. Bandingkan nilai V yang anda dapatkan menurut ketiga cara diatas, mana yang menurut anda lebih baik. Jelaskan alasannya! Jawab: Menggunakan rumus empiris. Karena dalam menentukan cepat rambat suara di udara rumus empiris sudah pasti sedangkan metode yang lain sangat bergantung pada alat dan kemampuan mendengar pengamat 2. Bandingkan hasil cepat rambat bunyi di udara yang anda dapatkan dengan cepat rambat bunyi referensi yang sering digunakan. Uraikan analisa anda! Jawab: Cepat rambat suara di udara adalah 340 m/s dan cepat rambat suara di logam aluminium adalah 6320 m/s. Hal ini terjadi karena logam aluminium lebih padat dibandingkan dengan udara sehingga suara lebih cepat merambat di aluminium 3. Jelaskan pengaruh perubahan tegangan generator audio terhadap pengamatan yang anda lakukan! Jawab: Jika tegangan berubah maka intensitas suara yang dihasilkan akan semakin besar 4. Jelaskan pengaruh perubahan frekuensi terhadap ilia cepat rambat gelombang bunyi yang Anda dapatkan! Jawab: Perubahan frekuensi berbanding lurus dengan cepat rambat suara. Jika frekuensi makin besar maka cepat rambat udara akan semakin cepat dan begitu juga sebaliknya 5. Jelaskan pengaruh perubahan suhu (t) terhadap cepat rambat bunyi yang didapatkan! Jawab: Sama seperti frekuensi, perubahan frekuensi berbanding lurus dengan cepat rambat suara karena partikel bergerak semakin cepat saat udara panas sehingga energi kenetiknya juga semakin besar 6. Jika diinginkan jumlah nada yang lebih banyak lagi, apa yang harus dilakukan dikaitkan dengan pratikum yang anda lakukan. Jawab: Frekuensi pada audio generator dibesarkan lagi sehingga nada yang dihasilkan akan lebih banyak 7. Mengapa titik-titik (ln) ditentukan berdasarkan keras tidaknya suara yang didengar? Jelaskan jawaban anda! Jawab: Karena saat terjadi perubahan suara terjadi juga resonansi. Untuk menentukan cepat rambat bunyi harus lah ditentukan dahulu panjang gelombangnya (Ξ»). Ξ» dapat di cari dari jarak perubahansuara yang terjadi
8. Bagaimana jika air yang anda gunakan diganti dengan zat cair yang lebih kental? Uraikan analisa anda! Jawab: Maka cepat rambat bunyi akan semakin cepat. Air digunakan pada praktikum ini karena merupakan fluida yang mirip dengan udara.
IV. KESIMPULAN A. Resonansi terjadi karena ikut bergetarnya suatu benda karena benda lain ikut bergetar B. Cepat rambat bunyi ditemtukan oleh suhu dan kepadatan medium C. Frekuesnsi berbanding lurus dengan cepat rambat bunyi
V. SARAN -
Asisten dan praktikum: Asisten harap lebih menguasai modul
-
Alat: Sudah cukup baik
-
Lab: Sudah cukup baik
LAMPIRAN Foto blog
