PRAKTIKUM
CEPAT RAMBAT GELOMBANG PADA TALI
TUJUAN
PERCOBAAN
Dalam melakukan kegiatan ini, kita
diharapkan mampu menentukan cepat rambat gelombang pada tali.
LANDASAN TEORI
Sebuah getaran akan berubah menjadi
gelombang. Gelombang adalah getaran yang merambat.Di dalam perambatannya tidak
diikuti oleh berpindahnya partikel-partikel perantaranya. Pada hakekatnya
gelombang merupakan rambatan energi yaitu energi getaran.
Untuk mengetahui cepat rambat
gelombang pada tali digunakan percobaan Melde dengan menggunakan alat sonometer. Percobaan Melde merupakan
percobaan untuk menyelidiki kecepatan merambatnya gelombang transversal pada
tali yang dipengaruhi oleh tegangan tali dan luas penampang tali tersebut.
Jika ujung pertama diikatkan pada
sebuah vibrator yang dihubungkan ke sumbe tegangan, sedangkan ujung yang lain
dihubungkan dengan sebuah beban yang beratnya W, maka berat beban tersebut
merupakan tegangan tali. Jika vibrator dihidupkan, maka pada ujung A akan
merambatkan gelombang menuju ke ujung B dan akan dipantulkan dengan arah yang
berlawanan, sehingga terjadilah perpaduan dua gelombang yang disebut gelombang
stasioner.
Hukum Melde mempelajari tentang
besaran-besaran yang mempengaruhi cepat rambat gelombang transversal pada
tali.Jika tali ditegangkan dengan gaya F, kemudian salah satu ujungnya
digetarkan, maka energi getaran tersebut menjalar sepanjang tali dalam bentuk
gelombang transversal yang mempunyai kecepatan (v). Percobaan Melde bertujuan untuk mengukur cepat rambat gelombang.
Untuk mengetahui faktor-faktor yang memengaruhi cepat rambat gelombang dapat
dilakukan dengan mengubah-ubah panjang tali, massa tali, dan tegangan tali
(berat beban yang digantungkan).
Sesuai dengan percobaan Melde, cepat
rambat gelombang transversal berbanding lurus dengan akar kuadrat dari berat
beban atau akar kuadrat tegangan tali. Massa per satuan panjang
tali dapat
ditentukan dengan cara menimbang massa tali dan mengukur panjangnya.
Berdasarkan percobaan Melde, diketahui bahwa panjang tali yang bergetar
berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari massa per satuan panjang tali.
Jika frekuensi tali konstan, maka dapat disimpulkan bahwa cepat rambat
gelombang transversal pada tali berbanding terbalik dengan akar kuadrat massa
per satuan panjang.
Dari penjelasan tersebut, cepat
rambat gelombang transversal pada tali dapat dituliskan dengan persamaan :
Massa
per satuan panjang dirumuskan sebagai
, maka cepat
ramabat gelombang dapat dirumuskan sebagai berikut :
=
|
Dengan :
: Cepat
rambat gelombang Transversal (m/s)
F :
Tegangan Tali (N)
L :
Panjang Tali
m : Massa
Tali Sepanjang l (kg)
: Massa
per satuan panjang (kg/m)
ALAT DAN BAHAN
v Meja Kerja
v Katrol Kecil
v Neraca Pegas
1,5 N
v Benang Nilon
v Mistar 1
meter
v Beban
Bercela
v Vibrator
v Catu Daya
v Kabel
Penghubung
v Neraca Empat
Lengan
CARA KERJA
1. Persiapkan
alat-alat yang akan digunakan
2. Rakitlah katrol
3. Rentangkanlah
benag sepanjang 2 meter dengan salah satu ujungnya verada pada vibrator dan
ujung yang lainnya bergantung bebas melalui sebuah katrol dan digantungi beban.
Massa beban mula-mula adalah 10 gram
4. Hubungkan
catu daya pada sumber tegangan dengan catu daya masih dalam keadaan off
5. Pilihlah
tegangan catu daya sebesar 3 V AC
6. Hubungkan
Vibrator ke catu daya dengan kabel merah dan hitam.
PELAKSANAAN
1. Nyalakan
catu daya. Perhatikan apakah vibrator bergerak terus-menerus
2. Aturlah
jarak antara vibrator terhadap katrol sehingga terlihat jelas gelombang
stasioner pada tali. Ukurlah jarak anatara dua simpul yang berdekatan
3. Tentukan
panjang gelombang yang dihasilkan
4. Timbanglah
beban dengan neraca pegas. Lalu matikan catu daya
5. Gantilah
beban dengan massa 30 gram, kemudian timbanglah berat beban dengan neraca pegas
6. Hidupkan
catu daya. Amati vibrator, apakah bergerak terus menerus
7. Aturlah
kembali jarak antara vibrator dengan katrol sehingga sepanjang benang akan
terlihat jelas gelombang stasioner. Ukurlah jarak antara dua simpul yang
berdekatan
8. Tentukan
besar gelombang yabg terjadi
9. Ulangilah
langkah nomor 5 sampai dengan nomor 8 dengan beban
TABEL
PENGAMATAN
Massa
|
Berat (m.g)
|
v=ƒ..
|
v=
|
|
30 gram
|
0,3 N
|
0,45 m
|
22,5
|
24,5
|
40 gram
|
0,4 N
|
0,53 m
|
26,5
|
28,3
|
60 gram
|
0,6 N
|
0,62 m
|
31
|
34,6
|
Percobaan I
Panjang tali 90 cm, jumlah gelombang 2
Percobaan II
Panjang tali 80 cm, jumlah gelombang
Percobaan III
Panjang tali 62 cm, jumlah gelombang 1
Dik : ƒ= 50 Hz
=
=
=
= 0,00051
Dit : F = ...............?
λ = ...............?
f.λ = ...............?
= ...............?
Penye :
=
=
= 0,00051
v Pada
percobaan pertama dengan massa 30 gram atau 0,03 kg tedapat 2 gelombang dengan panjang tali 91 cm
atau 0,91 m.
Sehingga :
F = m .
g
= 0,03 X 10
= 0,3 N
2λ = 0,91
λ
=
= 0,445 m/s
f.λ
= 50 x 0,445
= 22,75 m/s
=
=
= 24,25
v Pada
percobaan kedua dengan massa 40 gram atau 0,04 kg terdapat
gelombang
dengan panjang tali 80 cm atau 0,8m.
Sehingga :
F
= m x g
= 0,04 x 10
= 0,4 N
λ
= 0,8
=
= 0,53 m
f.λ = 50 x 0,53
= 26,5
=
=
= 28,005
v Pada
percobaan ketiga dengan massa 60 gram atau 0,06 kg terdapat 1 gelombang dengan
panjang tali 62 cm atau 0,62 m.
Sehingga :
F = m
x g
= 0,06 x 10
= 0,6 N
1λ = 0,62
=
= 0,62
f.λ = 50 x 0,62
= 31
=
=
= 34,3
PERTANYAAN
1. Besaran
apakah yang ditunjukkan oleh perkalian anatara frekuensi (ƒ) dengan panjang
gelombang (
) pada tali ?
Jawab : Besaran
yang ditunjukan adalah besaran percepatan rambat pada gelombang
2. Pada saat
tegangan berapakah ƒ.
yang paling
besar ?
Jawab : Pada
saat massanya 60 gram
3. Bagaimanakah
cepat rambat gelombang dawai jika tegangan tali makin besar ?
Jawab : Cepat
ramabat tali akan semakin tinggi jika tegangan tali semakin besar
4. Jika beban
yang digantungkan makin besar, bagaimanakah panjang gelombang yang terjadi ?
Jawab : Panjang
gelombang akan semakin besar jika beban yang digantungkan semakin besar
5. Bagaimankah
perbandingan antara nilai ƒ.
dengan
?
Jawab : Pada
teori yang ada nilai yang di dapatkan harus sama, tetapi pada percobaan yang
dilakukan nilai yang didapatkan tidak sama, hal tersebut disebabkan oleh faktor
kerusakan pada alat percobaan.
KESIMPULAN
Berdasarkan pengamatan yang telah di lakukan dilaboratorium dapat
disimpulkan bahwa :
1. Semakin
besar tegangan pada tali maka semakin cepat pulah arah gelombangya.
2. Semakin
besar beban yang digantungkan maka panjang gelombang juga akan semakin besar.
3. Apabila
cepat rambat gelombang (v) berbanding lurus dengan tegangan tali (F) yang mana
jika cepat rambat gelombang bertambah maka tegangan talinya akan bertambah,
begitupun sebaliknya.
4. Dan pada percobaan
yang telah kami lakukan di laboratorium, teori berbeda dengan apa yang kami
dapatkan, hal tersebut dikarenakan adanya kerusakan pada alat percobaan
(vibrator).
