Top Banner
GELOMBANG STASIONER Herayanti, Muh.Shadiq.K, Rezky Amaliah Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar Abstrak Telah dilakukan praktikum dengan judul gelombang stasioner dengat tujuan untuk memahami prinsip kerja percobaan gelombang tali, memahami hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang tali, memahami hubungan rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang tali, dan menformulasikan persamaan cepat rambat gelombang tali. Cepat rambat gelombang berbanding lurus dengan akar kuadrat gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan akar kuadrat rapat massa tali. Dari hasil analisis data kegiatan pertama diperoleh besar cepat rambat gelombang dan gaya tegangan tali secara berturut-turut sebesar v 1 = 25,95 m/s, v 2 = 27,85 m/s v 3 = 29,70 m/s, v 4 = 32,75 m/s, dan v 5 = 34,25 m/s. F 1 = 0,35000 N, F 2 = 0,40060 N, F 3 = 0,44910 N, F 4 = 0,55230 N, dan F 5 = 0,59560 N. Hasil analisis kegiatan kedua menggunakan persamaan v = λf , diperoleh besar cepat rambat gelombang untuk setiap jenis tali secara berturut- turut v 1 = 34,25m/s; v 2 = 22,825 m/s; v 3 = 19,25 m/s. kemudian dengan menggunakan persamaan v =F μ diperoleh hasil v 1 = 33,21 m/s; v 2 = 22,1 m/s; serta v 3 = 18,66 m/s. Berdasarkan hasil tersebut dapat dikatakan bahwa praktikum ini berhasil karena telah sesuai dengan teori. Kata kunci: kecepatan gelombang, rapat massa, tegangan RUMUSAN MASALAH 1. Bagaimana prinsip kerja percobaan gelombang stasioner? 2. Bagaimana hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang pada tali? 3. Bagaimana hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang pada tali? 4. Berapa besar cepat rambat gelombang tali dari hasil formulasi persamaan cepat rambat gelombang tali? TUJUAN 1. Memahami prinsip kerja percobaan gelombang stasioner. 2. Memahami hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang pada tali? 3. Memahami hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang pada tali?
18

LAPORAN GELOMBANG STASIONER

May 15, 2023

Download

Documents

zaky kaka
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

GELOMBANG STASIONER

Herayanti, Muh.Shadiq.K, Rezky Amaliah

Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA

Universitas Negeri Makassar

Abstrak

Telah dilakukan praktikum dengan judul gelombang stasioner dengat tujuan untuk

memahami prinsip kerja percobaan gelombang tali, memahami hubungan antara tegangan tali

dengan cepat rambat gelombang tali, memahami hubungan rapat massa tali dengan cepat rambat

gelombang tali, dan menformulasikan persamaan cepat rambat gelombang tali. Cepat rambat

gelombang berbanding lurus dengan akar kuadrat gaya tegangan tali dan berbanding terbalik

dengan akar kuadrat rapat massa tali. Dari hasil analisis data kegiatan pertama diperoleh besar

cepat rambat gelombang dan gaya tegangan tali secara berturut-turut sebesar v1= 25,95 m/s,

v2= 27,85 m/s v3= 29,70 m/s, v4= 32,75 m/s, dan v5= 34,25 m/s. F1= 0,35000 N, F2= 0,40060 N,

F3= 0,44910 N, F4= 0,55230 N, dan F5= 0,59560 N. Hasil analisis kegiatan kedua menggunakan

persamaan v = λf , diperoleh besar cepat rambat gelombang untuk setiap jenis tali secara berturut-

turut v1= 34,25m/s; v2= 22,825 m/s; v3= 19,25 m/s. kemudian dengan menggunakan persamaan

v =√F

μ diperoleh hasil v1= 33,21 m/s; v2= 22,1 m/s; serta v3= 18,66 m/s. Berdasarkan hasil

tersebut dapat dikatakan bahwa praktikum ini berhasil karena telah sesuai dengan teori.

Kata kunci: kecepatan gelombang, rapat massa, tegangan

RUMUSAN MASALAH

1. Bagaimana prinsip kerja percobaan gelombang stasioner?

2. Bagaimana hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang

pada tali?

3. Bagaimana hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang

pada tali?

4. Berapa besar cepat rambat gelombang tali dari hasil formulasi persamaan cepat

rambat gelombang tali?

TUJUAN

1. Memahami prinsip kerja percobaan gelombang stasioner.

2. Memahami hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang

pada tali?

3. Memahami hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang

pada tali?

Page 2: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

4. Memformulasikan persamaan cepat rambat gelombang tali?

METODOLOGI EKSPERIMEN

Teori Singkat

Gerak gelombang mucul hampir ditiap-tiap cabang fisika. Gelombang

mekanis berasal didalam pergeseran dari suatu bagian medium elastik dari

kedudukan normalnya. Sifat-sifat medium yang menentukan laju sebuah

gelombang medium tersebut adalah inersianya dan elastisitasnya. Kedua faktor ini

bersama-sama akan menentukan laju gelombang (Halliday & Resnick, 1999: 609).

Gerak gelombang dapat dipandang sebagai perpindahan energi dan

momentum dari satu titik di dalam ruang ke titik lain tanpa perpindahan materi.

Pada gelombang mekanik, seperti gelombang pada tali atau gelombang bunyi di

udara, energi dan momentum dipindahkan melalui gangguan dalam medium

(Tipler, 1998 : 471).

Kecepatan gelombang, v, adalah kecepatan di mana puncak gelombang

(atau bagian lain dari gelombang) bergerak. Kecepatan gelombang harus

dibedakan dari kecepatan partikel pada medium itu sendiri. Kecepatan gelombang

adalah ke kanan, sepanjang tali, sementara kecepatan partikel tali tegak lurus

terhadapnya .

Menurut Giancolli, 2001: 381-382. Sebuah puncak gelombang menempuh

jarak satu panjang gelombang λ, dalam satu periode, T. Dengan demikian

kecepatan gelombang sama dengan λ/T; v = λ/T. Kemudian, karena 1/T = f;

v = λ f

Kecepatan gelombang tergantung pada sifat medium dimana ia merambat.

Kecepatan gelombang pada tali yang terentang, misalnya bergantung pada

tegangan tali ( FT ), dan pada massa tali per satuan panjang ( m/L ). Untuk

gelombang dengan amplitudo kecil, hubungan tersebut adalah :

v =√FT

m L⁄

Rumus ini secara kualitatif masuk akal dengan dasar mekanika newton.

Kita mengharapkan tegangan di pembilang dan massa per satuan waktu di

Page 3: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

penyebut. Mengapa? Karena ketika tegangan lebih besar, kita mengharapkan

kecepatan lebih besar, karena setiap segmen tali berada pada kontak yang lebih

erat dengan tetangganya; dan makin besar massa persatuan panjang, makin besar

inersia yang dimiliki tali dan makin melambat gelombang akan merambat

(Giancoli, 2001: 382-383).

Seutas tali dengan salah satu ujungnya diikat pada suatu penggetar

(vibrator) di A, sedangkan pada ujung yang lain dipentalkan pada sebuah katrol

dan diberi beban yang bermassa M. Besar tegangan tali adalah besar gaya berat

dari massa beban yang digantingkan. Jika vibrator digetarkan listrik dengan

frekuensi f, maka energi gelombang melalui akan bergerak dari A ke B, energi

gelombang ini menyebabkan tali menjadi bergelombang (Herman, 2015: 51).

Pantulan gelombang oleh simpul di B menyebabkan adanya gelombang

yang arahnya berlawanan dengan gelombang datang dari sumber (titik A).

Perpaduan (interferensi) gelombang datang dan gelombang pantul ini

menghasilkan gelombang stasioner (Herman, 2015: 51).

Menurut Herman, 2015: 52. Satu gelombang yang terbentuk jika terdapat

tiga simpul atau dua perut. Jika frekuensi penggetar dapat diketahui dan panjang

gelombang dapat dihitung maka cepat rambat gelombang pada tali dapat

ditentukan. Selain itu dengan menggunakan persamaan kecepatan rambat

gelombang dapat dihitung. Cepat rambat gelombang pada tali dapat ditentukan

dengan persamaan:

V =√F

μ

Alat dan Bahan

1. Alat

a. Vibrator (penggetar) 1 Buah

b. Variabel Power Supply 1 Buah

c. Neraca Ohauss 311 gram 1 Buah

d. Mistar/Meteran 1 Buah

Page 4: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

e. Katrol 1 Buah

f. Kabel penghubung ganda 2 Buah

2. Bahan

a. Beban gantung 5 buah

b. Beberapa jenis tali 3 jenis

Identifikasi Variabel

Kegiatan 1. Hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang

1. Variabel kontrol : frekuensi getaran (Hz) dan jenis tali.

2. Variabel manipulasi : massa beban (gram).

3. Variabel respon : panjang tali (cm) dan jumlah gelombang.

Kegiatan 2. Hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan rambat

gelombang

1. Variabel kontrol : rapat massa tali 1, 2, dan 3 (gr/cm), massa beban

(gram), dan frekuensi getar (Hz).

2. Variabel manipulasi : panjang tali (cm).

3. Variabel respon : jumlah gelombang.

Definisi Operasional Variabel

Kegiatan 1. Hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang

1. Frekuensi getaran adalah besarnya frekuensi vibrator yang diperoleh dari arus

AC sebesar 50 Hz dari power supply dengan satuan Hz.

2. Jenis tali adalah jenis tali yang digunakan pada kegiatan pertama yakni jenis

tali I.

3. Massa beban adalah besarnya massa yang digantungkan pada ujung tali yang

tidak terikat dengan vibrator yang terhubung dengan katrol dengan satuan

gram yang diukur menggunakan neraca ohauss 311 gram. Massa yang

digunakan sebanyak 5.

4. Panjang tali adalah besarnya panjang tali setelah terbentuk gelombang

stasioner pada tali untuk setiap massa beban yang berbeda. Panjangnya diukur

dari tengah katro ke vibrator dengan satuan cm menggunakan meteran.

Page 5: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

5. Jumlah gelombang adalah banyaknya gelombang yang terbentuk pada saat

terjadi gelombang stasioner. Jumlah gelombang diperoleh dari banyaknya

simpul yang terbentuk, 3 simpul sama dengan 1 gelombang.

Kegiatan 2. Hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan rambat

gelombang tali

1. Rapat massa tali 1 adalah rapat massa yang diperoleh dari hasil pembagian

antara massa tali 1 dengan panjang tali 1 dengan satuan gr/cm.

2. Rapat massa tali 2 adalah rapat massa yang diperoleh dari hasil pembagian

antara massa tali 2 dengan panjang tali 2 dengan satuan gr/cm.

3. Rapat massa tali 3 adalah rapat massa yang diperoleh dari hasil pembagian

antara massa tali 3 dengan panjang tali 3 dengan satuan gr/cm.

4. Massa beban adalah besar massa beban yang digantungkan pada tali, di mana

messa beban yang dipakai adalah massa baban ketiga sebesar |59,560 ± 0,005|

gram yang diukur menggunakan neraca ohauss 311 gram dengan satuan gram.

5. Frekuensi getaran adalah besarnya frekuensi vibrator penggetar yang

diperoleh dari arus AC sebesar 50 Hz dari power supply dengan satuan Hz.

6. Panjang tali adalah besarnya panjang tali setelah terbentuk gelombang

stasioner yang diukur dari tengah katrol ke vibrator penggetar menggunakan

meteran dengan satuan cm.

7. Jumlah gelombang adalah banyaknya gelombang yang terbentuk pada saat

terjadi gelombang stasioner. Jumlah gelombang diperoleh dari banyaknya

simpul yang terbentuk, 3 simpul sama dengan 1 gelombang.

Prosedur Kerja

Kegiatan 1. Menyelidiki hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang

1. Menimbang massa beban yang digunakan sebanyak lima macam yang berbeda

massanya dengan alat ukur neraca ohauss 310 gram.

2. Mengambil sepotong benang atau tali lalu mengikatkan salah satu ujungnya

pada vibrator lalu mementalkan pada katrol dan memberi massa m1

3. Setelah menyusunnya sedemikian rupa, maka selanjutnya menyalakan power

supply sehingga vibrator bergetar.

Page 6: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

4. Mengatur panjang tali sambil menggeser-geser vibrator sehingga vibrator

bergetar.

5. Mengukur panjang tali dari vibrator sampai katrol pada saat terbentuk

gelombang stasioner.

6. Menentukan jumlah simpul kemudian menghitung panjang gelombang.

7. Mengulangi kegiatan 1 sampai 5 sebanyak 5 kali dengan massa beban yang

berbeda-beda.

8. Mencatat seluruh hasil pengamatan pada tabel hasil pengamatan yang tersedia.

Kegiatan 2. Menyelidiki hubungan rapat massa tali dengan kecepatan gelombang

1. Menyiapkan tiga macam tali/benang yang berbeda besarnya.

2. Mengambil sebuah tali/benang, mengukur panjang benang lalu menimbang.

3. Melakukan kegiatan 1 untuk jenis tali lain.

4. Menghitung massa tiap persatuan panjang tali.

5. Mengambil sepotong tali/benang pertama, mengikatkan salah satu ujungnya

pada vibrator, sedang ujung yang lain dipentalkan pada katrol dan diberi

beban m.

6. Menyalakan power supply sehingga vibrator bergetar kemudian mengatur

panjang tali sehingga terbentuk gelombang.

7. Mengukur panjang tali dari vibrator sampai katrol pada saat terbentuk

gelombang stasioner.

8. Mencatat banyaknya simpul yang terjadi.

9. Mengulangi kegiatan 4 sampai 8 untuk jenis tali yang lain dengan massa

beban tetap

10. Mencatat semua hasil pengamatan pada lembar kerja.

11. Menghitung cepat rambat gelombang tali pada setiap percobaan.

Page 7: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

HASIL EKSPERIMEN DAN ANALISIS DATA

Hasil Pengamatan

Spesifikasi alat ukur

1. Alat ukur panjang : meteran

NST alat = batas ukur

jumlah skala =

1 cm

10 skala = 0,1 cm/skala = 1 mm/skala

2. Alat ukur massa : Neraca Ohaus 310 gram

NST alat = batasukur

jumlah skala =

0,1 cm

10 skala = 0,01 gram/skala

Kegiatan 1. Hubungan tegangan tali dengan kecepatan rambat gelombang.

Frekuensi getar (f) = 50 Hz

Tabel 1. Hubungan tegangan tali dengan kecepatan rambat gelombang

No. Massa Beban (gram) Panjang Tali (cm) Jumlah Gelombang

1

2

3

4

5

| 35,000 ± 0,005 |

| 40,060 ± 0,005 |

| 44,910 ± 0,005 |

| 55,230 ± 0,005 |

| 59,560 ± 0,005 |

| 51,90 ± 0,05 |

| 55,70 ± 0,05 |

| 59,40 ± 0,05 |

| 65,50 ± 0,05 |

| 68,50 ± 0,05 |

1

1

1

1

1

Kegiatan 2. Hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan rambat

gelombang

Panjang Tali 1 = | 68,50 ± 0,05 | cm

Panjang Tali 2 = | 91,30 ± 0,05 | cm

Panjang Tali 3 = | 77,00 ± 0,05 | cm

Massa Tali 1 = | 0,620 ± 0,005 | gram

Massa Tali 2 = | 1,800 ± 0,005 | gram

Massa Tali 3 = | 3,700 ± 0,005 | gram

Rapat Massa Tali 1 = 0,0054 gr/cm

Rapat Massa Tali 2 = 0,0122 gr/cm

Rapat Massa Tali 3 = 0,0171 gr/cm

Page 8: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

Massa Beban = | 59,560 ± 0,005 | gram

Frekuensi getar = 50 Hz

Tabel 2. Hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan rambat gelombang

tali Jenis Tali Panjang Tali (cm) Jumlah Gelombang

I

II

III

| 68,50 ± 0,005 |

| 91,30 ± 0,005 |

| 77,00 ± 0,005 |

1

2

2

ANALISIS DATA

Kegiatan 1. Hubungan antara tegangan tali dengan kecepatan gelombang

1. Cepat Rambat Gelombang

f = 50 Hz

Rumus

λ = l

n

v = f λ

a. Massa Beban 1

l = | 51,90 ± 0,05 | cm

n = 1

Panjang Gelombang

λ = 𝑙

n=

51,90 cm

1=

0,5190 m

1= 0,5190 m

Cepat Rambat Gelombang

v = f λ

v = 50 Hz . 0,5190 m

v = 25,95 m/s

b. Massa Beban 2

l = | 55,70 ± 0,05 | cm

n = 1

λ = l

n=

55,70 cm

1=

0,5570 m

1= 0,5570 m

v = f λ

Page 9: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

v = 50 Hz . 0,5570 m

v = 27,85 m/s

c. Massa Beban 3

l = | 59,40 ± 0,05 | cm

n = 1

λ = l

n=

59,40 cm

1=

0,5940 m

1= 0,5940 m

v = f λ

v = 50 Hz . 0,5940 m

v = 29,70 m/s

d. Massa Beban 4

l = | 65,50 ± 0,05 | cm

n = 1

λ = l

n=

65,50 cm

1=

0,6550 m

1= 0,6550 m

v = f λ

v = 50 Hz x 0,6550 m

v = 32,75 m/s

e. Massa Beban 5

l = | 68,50 ± 0,05 | cm

n = 1

λ = l

n=

68,50 cm

1=

0,6850 m

1= 0,6850 m

v = f λ

v = 50 Hz . 0,6850 m

v = 34,25 m/s

2. Tegangan Tali (F = m g)

g = 10 m/s

a. Massa Beban 1

m1 = | 35,000 ± 0,005 | gram

F = m g

F = 0,035000 kg . 10 m/s

Page 10: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

F = 0,35000 N

b. Massa Beban 2

m2 = | 40,060 ± 0,005 | gram

F = m g

F = 0,040060 kg . 10 m/s

F = 0,40060 N

c. Massa Beban 3

m3 = | 44,910 ± 0,005 | gram

F = m g

F = 0,044910 kg . 10 m/s

F = 0,44910 N

d. Massa Beban 4

m4 = | 55,230 ± 0,005 | gram

F = m g

F = 0,055230 kg . 10 m/s

F = 0,55230 N

e. Massa Beban 5

m5 = | 59,560 ± 0,005 | gram

F = m g

F = 0,059560 kg . 10 m/s

F = 0,59560 N

Tabel 3. Hubungan antara Tegangan Tali dengan Cepat Rambat Gelombang

No TeganganTali (N) Cepat Rambat Gelombang (m/s)

1

2

3

4

5

0,35000

0,40060

0,44910

0,55230

0,59560

25,95

27,85

29,70

32,75

34,25

Page 11: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

y = 0,0006x2 - 0,0032x + 0,0622

R² = 0,999

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Teg

an

ga

n T

ali

(N

)

Cepat Rambat Gelombang (m/s)

Grafik 1. Hubungan kecepatan gelombang tali dengan gaya tegangan tali

Berdasarkan grafik 1, diperoleh nilai y = 0,0006 x2- 0,0032x + 0,0622.

Grafik di atas memperlihatkan bahwa y berbanding lurus dengan x2 dimana y =

F dan x2 = v2, sehingga dapat ditulis: v2~ F atau v2= F→v = √F. Artinya kecepatan

rambat gelombang berbanding lurus dengan akar kuadrat gaya tegangan tali

.

Kegiatan 2. Hubungan antara rapat massa dengan kecepatan rambat gelombang

tali

1. Cepat Rambat Gelombang Tali

f = 50 Hz

Rumus :

λ = l

n

v = f λ

a. Untuk jenis tali I

l = | 68,50 ± 0,05 | cm

n = 1

Panjang Gelombang Tali

λ = l

n=

68,50 cm

1=

0,6850 m

1= 0,6850 m

Page 12: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

Cepat Rambat Gelombang Tali

v = f λ

v = 50 Hz . 0,6850 m

v = 34,25 m/s

b. Untuk jenis tali II

l = | 91,30 ± 0,05 | cm

n = 2

λ = l

n=

91,30 cm

2=

0,9130 m

2= 0,4565 m

v = f λ

v = 50 Hz . 0,4565 m

v = 22,825 m/s

c. Untuk jenis tali III

l = | 77,00 ± 0,05 | cm

n = 1

λ = l

n=

77,00 cm

2=

0,7700 m

2= 0,385 m

v = f λ

v = 50 Hz . 0,385 m

v = 19,25 m/s

2. Rapat massa tali (μ = m

l)

a. Untuk jenis tali I

Massa Tali 1 = | 0,620 ± 0,005 | gram

Panjang Tali 1 = | 68,50 ± 0,05 | cm

μ1 =

m

l1 =

0,00062 kg

0,6850 m= 0,00054 kg/m

b. Untuk jenis tali II

Massa Tali 2 = | 1,800 ± 0,005 | gram

Panjang Tali 2 = | 91,30 ± 0,05 | cm

μ2 =

m

l2=

0,0001800 kg

0,9130 m= 0,00122 kg/m

Page 13: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

y = 5E-06x2 - 0,0004x + 0,0066

R² = 1

0

0,0002

0,0004

0,0006

0,0008

0,001

0,0012

0,0014

0,0016

0,0018

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Ra

pa

t M

ass

a T

ali

(k

g/m

)

Cepat Rambat Gelombang Tali (m/s)

c. Untuk jenis tali III

Massa Tali 3 = | 3,700 ± 0,005 | gram

Panjang Tali 3 = | 77,00 ± 0,05 | cm

μ3 =

m

l3=

0,00370 kg

0,7700 m= 0,00171 kg/m

Tabel 4. Hubungan rapat massa tali dengan kecepatan gelombang tali

No. v (m/ss) Rapat Massa (kg/m)

1 34,25 0,00054

2 22,825 0,00122

3 19,25 0,00171

Grafik 2. Hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan gelombang tali

Berdasarkan grafik 2 hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan

gelombang tali, diperoleh: y = 5E - 06x2- 0,000x + 0,006. Grafik di atas

memperlihatkan bahwa y berbanding terbalik dengan x dimana y = μ dan x2 = v2,

sehingga dapat ditulis: v2~1

μ atau v2=

1

μ→ v =√

1

μ. Artinya kecepatan rambat

gelombang berbanding terbalik dengan akar kuadrat rapat massa tali.

Page 14: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

Jika persamaan v = √F digabungkan dengan persamaan v =√1

μ, maka

persamaan kecepatan gelombang tali menjadi v =√F

μ.

Nilai kecepatan gelombang tali berdasarkan persamaan v =√F

μ

1. Untuk jenis tali I

m =|59,560 ± 0,005|gram = |59,560 ± 0,005|10-3

kg

g =10 m/s2

F = m.g = (0,05956 kg)(10 m/s2) = 0,5956 N

μ1= 0,00054 kg/m

v1=√F

μ1

=√0,5956 N

0,00054 kg/m = √1102,9629 m2/s2 = 33,21 m/s

2. Untuk jenis tali II

m =|59,560±0,005|gram = |59,560 ± 0,005|10-3

kg

g =10 m/s2

F = m.g = (0,05956 kg)(10 m/s2) = 0,5956 N

μ2= 0,00122 kg/m

v2=√F

μ2

=√0,5956 N

0,00122 kg/m= √488,1967 m2/s2 = 22,1 m/s

3. Untuk jenis tali III

m =|59,560 ± 0,005|gram = |59,560 ± 0,005|10-3

kg

g =10 m/s2

F = m.g = (0,05956 kg)(10 m/s2) = 0,5956 N

μ3= 0,00171 kg/m

v3=√F

μ3

=√0,5956 N

0,00171 kg/m= √348,3041 m2/s2 = 18,66 m/s

Page 15: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

Tabel 5. Perbandingan nilai kecepatan gelombang secara teori (v=λf) dan

praktikum (v=√F

μ)

No. v = λf (m/s) v = √F

μ (m/s)

1 34,25 33,21

2 22,825 22,1

3 19,25 18,66

Persen perbedaan (% diff) :

1. Data pertama

% perbedaan = |praktikum-teori

praktikum+teori

2

| ×100% = |33,21 – 34,25

33,21 + 34,25

2

| ×100% = 3,08 %

2. Data kedua

% perbedaan = |praktikum-teori

praktikum+teori

2

| ×100% = |22,1 – 22,825

22,1 + 22,825

2

| ×100% = 3,22 %

3. Data ketiga

% perbedaan = |praktikum-teori

praktikum+teori

2

| ×100% = |18,66 – 19,25

18,66 + 19,25

2

| ×100% = 3,11 %

PEMBAHASAN

Berdasaran praktikum yang telah dilakukan terdapat 2 kegiatan. Kegiatan

pertama adalah menyelidiki hubungan antara gaya tegangan tali dengan kecepatan

gelombang tali dan kegiatan kedua adalah menyelidiki hubungan antara rapat

massa tali dengan kecepatan gelombang tali.

Berdasarkan hasil analisis data untuk kegiatan pertama di mana digunakan

satu jenis tali dengan massa beban yang berbeda-beda sebanyak 5, diperoleh nilai

cepat rambat gelombang secara berturut-turut adalah v1= 25,95 m/s,

v2= 27,85 m/s v3= 29,70 m/s, v4= 32,75 m/s, dan v5= 34,25 m/s. kemudian

untuk nilai tegangan tali secara berturut-turut adalah F1= 0,35000 N,

F2= 0,40060 N, F3= 0,44910 N, F4= 0,55230 N, F5= 0,59560 N. Setelah diproleh

Page 16: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

besar nilai cepat rambat gelombang dan tegangan talinya kemudian diplot dan dari

hasil plot garafik dapat dikatakan bahwa cepat rambat gelombang berbanding

lurus dengan akar kuadrat tegangan tali dimana semakin besar kecepatan rambat

gelombang tali, maka semakin besar juga tegangan talinya. Sebaliknya semakin

kecil kecepatan rambat gelombang tali, maka semakin kecil pula tegangan talinya.

Kemudian untuk kegiatan kedua digunakan satu massa beban yakni massa

beban ketiga sebesar |59,560 ± 0,005| gram yang sama setiap data dan jenis tali

yang digunakan sebanyak tiga. Dari hasil analisis sebelum mencari cepat rambat

gelombang terlebih dahulu menghitung besar rapat massa tali setiap data. Dari

hasil perhitungan diperoleh hasil untuk rapat massa ketiga tali secara berturut-

turut yaitu μ1= 0,00054 kg/m; μ

2= 0,00122 kg/m; dan μ

3= 0,00171 kg/m. Setelah

diperoleh besar rapat massa tali maka diperoleh besar cepat rambat gelombang tali

menggunakan rumus v = λf , hasilnya secara berturut-turut untuk setiap jenis tali

yakni sebesar v1= 34,25m/s; v2= 22,825 m/s; v3= 19,25 m/s. Sedangkan cepat

rambat gelombang tali menggunakan rumus v =√F

μ, di peroleh hasil secara

beturut-turut yakni sebesar v1=33,21 m/s; v2=22,1 m/s; serta v3= 18,66 m/s. Dari

hasil plot grafik antara cepat rambat gelombang dengan rapat massa tali, dapat

dikatakan bahwa cepat rambat gelombang tali berbanding terbalik dengan akar

kuadrat rapat massa tali, dimana semakin besar cepat rambat gelombang pada tali

maka semakin kecil rapat massa talinya. Sebaliknya semakin kecil cepat rambat

gelombang tali maka semakin besar rapat massa talinya. Adapun persen

perbedaan (% diff) untuk cepat rambat gelombang tali antara rumus v = λf dengan

v =√F

μ diperoleh untuk cepat rambat gelombang tali secara berturut-turut (v1) yaitu

3,08 %, (v2) yaitu 3,22 %, dan (v3) yaitu 3,11 %. Dengan melihat besar persen

perbedaan (% diff) antara hasil yang diperoleh secara praktikum dengan hasil

secara teori itu tidak terlalu besar bahkan tidak sampai 5 %, hal ini membuktikan

bahwa praktikum yang kami lakukan berhasil karena hasilnya tidak jauh berbeda

dengan teori.

Page 17: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

Dengan demikian dari hasil analisis secara keseluruhan dapat disimpulakn

bahwa praktikum ini berhasil karena hasil yang diperoleh berdasarkan praktikum

tidak jauh berbeda dibandingkan secara teori. Adapun kesalahan yang terjadi

mengkin disebabkan oleh praktikan yang kurang teliti dan alat yang digunakan

sudah tidak terlalu bagus dan bekerja secara maksimal.

SIMPULAN DAN DISKUSI

1. Gelombang tali yang terbentuk adalah gelombang stasioner. Di mana untuk

memperoleh gelombang tali yang stasioner menggunakan vibrator yang

dihubungkan dengan catu daya yang nantinya akan menggetarkan tali yang

terpasang pada vibrator dan ujung satunya digantungkan dengan massa beban

melalui katrol. Pada saat catu daya dinyalakan maka vibrator bergetar

sehingga akan terbentuk gelombang. Kita perlu menggeser vibrator untuk

memperoleh gelombang stasioner yang baik.

2. Cepat rambat gelombang berbanding lurus dengan akar kuadrat gaya tegangan

tali. Semakin besar tegangan talinya, maka semakin besar pula cepat rambat

gelombangnya. Begitupun sebaliknya, semakin kecil tegangan talinya maka

semakin kecil pula cepat rambat gelombangnya.

3. Cepat rambat gelombang berbanding terbalik dengan rapat massa tali.

Semakin besar rapat massa talinya, maka semakin kecil cepat rambat

gelombang talinya. Begitupun sebaliknya, semakin kecil rapat massa tali maka

semakin besar cepat rambat gelombang talinya.

4. Cepat rambat gelombang pada tali dapat diperoleh dengan menggunakan

persamaan sebagai berikut :

v = λ.f dan v =√F

μ

Diharapkan kepada praktikan agar lebih teliti dan konsentrasi pada saat

pengambilan data dan tidak terburu-buru agar data yang diperoleh tidak salah-

salah yang nantinya akan berpengaruh pada hasil praktikum. Untuk kakak asisten

agar lebih memperhatikan praktikannya agar tidak terjadi kesalahan yang fatal

saat pengambilan data.

Page 18: LAPORAN GELOMBANG STASIONER

DAFTAR PUSTAKA

D.C. Giancoli. 2001. Fisika Edisi Kelima Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Hallida, David & Resnick. 1999. Fisika Jilid 2 Edisi Kelima. Jakarta : Erlangga

Herman & Asisten LFD. 2015. Penuntun Praktikum Fisika Dasar 2. Makassar:

Laboratorium Fisika Jurusan Fisika FMIPA UNM.

Tipler, Paul A. 1998. Fisika Untuk Sains dan teknik. Jakarta: Erlangga