Upload
others
View
29
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
JURNAL PRAKTIKUM
RESONANSI GELOMBANG BUNYI
ZULFIKAR ANSHARI OKTAFINAWAN
1202154136
KELOMPOK SI8D
LABORATORIUM FISIKA DASAR
PROGRAM PERKULIAHAN DASAR DAN UMUM
UNIVERSITAS TELKOM
2015-2016
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
Ln
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
resonansi ke-n
Permukaan yang
diturunkan
Permukaan yang
dinaikan Ln (Rata-rata)
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
Grafik n terhadap Ln
𝐿𝑛 = 𝑣
2𝑓 𝑛 dimana, 𝐿𝑛 = 𝑦
𝑣
2𝑓= 𝑏
𝑛 = 𝑥
Tabel Regresi Linear
𝑏 = 𝑁Σ(𝑥𝑦) − ΣxΣy
𝑁Σ𝑥2 − (Σx)2
𝑏 = (4 ∗ 6,14) − (10 ∗ 1,95)
(4 ∗ 30) − (10)2
𝑏 = (4 ∗ 6,14) − (10 ∗ 1,95)
(4 ∗ 30) − (10)2
𝑏 = 24,56 − 19,5
120 − 100=
5,06
20= 0,253
Δ𝑦2 = 1
𝑁 − 2[Σ𝑦2 −
Σx2(Σy)2 − 2ΣxΣyΣ(xy) + N(Σxy)2
𝑁Σ𝑥2 − (Σx)2]
Δ𝑦2 = 1
4 − 2[1,2707 −
(30 ∗ 3,8025) − (2 ∗ 10 ∗ 1,95 ∗ 6,14) + (4 ∗ 37,6996)
(4 ∗ 30) − (10)2]
Δ𝑦2 = 1
2[1,2707 −
114,075 − 239,46 + 150,7984
120 − 100]
Δ𝑦2 = 1
2[1,2707 −
25,4134
20] =
1
2[1,2707 − 1,2707]
Δ𝑦2 = 0
Δ𝑏 = Δy√𝑁
𝑁Σ𝑥2 − (Σx)2
Δ𝑏 = 0√4
(4 ∗ 30) − (10)2= 0
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
Σ 10 1,95 30 1,2707 6,14
𝑏 = 𝑣
2𝑓
𝑣 = 2𝑓 ∗ 𝑏
𝑣 = 2 ∗ 700 ∗ 0,253 = 354,2 𝑚/𝑠
𝛥𝑣 = 2𝑓 ∗ 𝛥𝑏
𝛥𝑣 = 2 ∗ 700 ∗ 0 = 0
Pelaporan
𝑣 = {𝑣 ± 𝛥𝑣}m/s
𝑣 = 354,2 m/s
Tingkat Ketelitian
TK = (1 −𝛥𝑣
𝑣) *100%
TK = (1 −0
354,2) *100%
TK = 100%
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
Ln
2. Frekuensi 800 Hz
Tabel Pengamatan
Panjang pipa
resonansi ke-n
Permukaan yang
diturunkan
Permukaan yang
dinaikan Ln (Rata-rata)
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
Grafik n terhadap Ln
𝐿𝑛 = 𝑣
2𝑓 𝑛 dimana, 𝐿𝑛 = 𝑦
𝑣
2𝑓= 𝑏
𝑛 = 𝑥
Tabel Regresi Linear
𝑏 = 𝑁Σ(𝑥𝑦) − ΣxΣy
𝑁Σ𝑥2 − (Σx)2
𝑏 = (4 ∗ 5,23) − (10 ∗ 1,66)
(4 ∗ 30) − (10)2
𝑏 = 20,92 − 16,6
120 − 100
𝑏 = 4,32
20= 0,216
Δ𝑦2 = 1
𝑁 − 2[Σ𝑦2 −
Σx2(Σy)2 − 2ΣxΣyΣ(xy) + N(Σxy)2
𝑁Σ𝑥2 − (Σx)2]
Δ𝑦2 = 1
4 − 2[0,9222 −
(30 ∗ 2,7556) − (2 ∗ 10 ∗ 1,66 ∗ 5,23) + (4 ∗ 27,359)
(4 ∗ 30) − (10)2]
Δ𝑦2 = 1
2[0,9222 −
80,668 − 173,636 + 109,4116
120 − 100]
Δ𝑦2 = 1
2[0,9222 −
18,4436
20] =
1
2[0,9222 − 0,9222]
Δ𝑦2 = 0
Δ𝑏 = Δy√𝑁
𝑁Σ𝑥2 − (Σx)2
Δ𝑏 = 0√4
(4 ∗ 30) − (10)2= 0
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
Σ 10 1,66 30 0,9222 5,23
𝑏 = 𝑣
2𝑓
𝑣 = 2𝑓 ∗ 𝑏
𝑣 = 2 ∗ 800 ∗ 0,216 = 345,6 𝑚/𝑠
𝛥𝑣 = 2𝑓 ∗ 𝛥𝑏
𝛥𝑣 = 2 ∗ 800 ∗ 0 = 0
Pelaporan
𝑣 = {𝑣 ± 𝛥𝑣}m/s
𝑣 = 345,6 m/s
Tingkat Ketelitian
TK = (1 −𝛥𝑣
𝑣) *100%
TK = (1 −0
345,6) *100%
TK = 100%
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
Ln
3. Frekuensi 900 Hz
Tabel Pengamatan
Panjang pipa
resonansi ke-n
Permukaan yang
diturunkan
Permukaan yang
dinaikan Ln (Rata-rata)
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
Grafik n terhadap Ln
𝐿𝑛 = 𝑣
2𝑓 𝑛 dimana, 𝐿𝑛 = 𝑦
𝑣
2𝑓= 𝑏
𝑛 = 𝑥
Tabel Regresi Linear
𝑏 = 𝑁Σ(𝑥𝑦) − ΣxΣy
𝑁Σ𝑥2 − (Σx)2
𝑏 = (4 ∗ 4,73) − (10 ∗ 1,5)
(4 ∗ 30) − (10)2
𝑏 = 18,92 − 15
120 − 100
𝑏 = 3,92
20= 0,196
Δ𝑦2 = 1
𝑁 − 2[Σ𝑦2 −
Σx2(Σy)2 − 2ΣxΣyΣ(xy) + N(Σxy)2
𝑁Σ𝑥2 − (Σx)2]
Δ𝑦2 = 1
4 − 2[0,7546 −
(30 ∗ 2,25) − (2 ∗ 10 ∗ 1,5 ∗ 4,73) + (4 ∗ 22,3729)
(4 ∗ 30) − (10)2]
Δ𝑦2 = 1
2[0,7546 −
67,5 − 141,9 + 89,4916
120 − 100]
Δ𝑦2 = 1
2[0,7546 −
15,0916
20] =
1
2[0,7546 − 0,7546]
Δ𝑦2 = 0
Δ𝑏 = Δy√𝑁
𝑁Σ𝑥2 − (Σx)2
Δ𝑏 = 0√4
(4 ∗ 30) − (10)2= 0
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
Σ 10 1,5 30 0,7546 4,73
𝑏 = 𝑣
2𝑓
𝑣 = 2𝑓 ∗ 𝑏
𝑣 = 2 ∗ 900 ∗ 0,196 = 352,8 𝑚/𝑠
𝛥𝑣 = 2𝑓 ∗ 𝛥𝑏
𝛥𝑣 = 2 ∗ 900 ∗ 0 = 0
Pelaporan
𝑣 = {𝑣 ± 𝛥𝑣}m/s
𝑣 = 352,8m/s
Tingkat Ketelitian
TK = (1 −𝛥𝑣
𝑣) *100%
TK = (1 −0
352,8) *100%
TK = 100%
B. Secara Analitis
1. Frekuensi 700 Hz
𝐿𝑛 − 𝑙𝑛−1 =𝑣
2𝑓
𝑣 = 2𝑓(𝐿𝑛 − 𝐿𝑛−1)
𝑣21 = 2𝑓(𝐿2 − 𝐿1)
𝑣21 = 2 ∗ 700(0,36 − 0,11) = 1400(0,25) = 350 m/s
𝑣32 = 2𝑓(𝐿3 − 𝐿2)
𝑣32 = 2 ∗ 700(0,61 − 0,36) = 1400(0,25) = 350 m/s
𝑣43 = 2𝑓(𝐿4 − 𝐿3)
𝑣43 = 2 ∗ 700(0,87 − 0,61) = 1400(0,26) = 364 m/s
�̅� = 𝑣21 + 𝑣32 + 𝑣43
3
�̅� = 350 + 350 + 364
3= 354,7 m/s
△ 𝑣 = |�̅� − 𝑣21| = |354,7 − 350| = 4,7
△ 𝑣 = |�̅� − 𝑣32| = |354,7 − 350| = 4,7
△ 𝑣 = |�̅� − 𝑣43| = |354,7 − 364| = 9,3
Pelaporan
𝑣 = {𝑣 ±△ 𝑣𝑚𝑎𝑥}m/s
𝑣 = {354,7 ± 9,3}m/s
Tingkat Ketelitian
TK = (1 −𝛥𝑣
𝑣) *100%
TK = (1 −9,3
354,7) *100%
TK = (1 − 0,026) *100% = 97,4%
2. Frekuensi 800 Hz
𝐿𝑛 − 𝑙𝑛−1 =𝑣
2𝑓
𝑣 = 2𝑓(𝐿𝑛 − 𝐿𝑛−1)
𝑣21 = 2𝑓(𝐿2 − 𝐿1)
𝑣21 = 2 ∗ 800(0,31 − 0,09) = 1600(0,22) = 352 m/s
𝑣32 = 2𝑓(𝐿3 − 𝐿2)
𝑣32 = 2 ∗ 800(0,52 − 0,31) = 1600(0,21) = 336 m/s
𝑣43 = 2𝑓(𝐿4 − 𝐿3)
𝑣43 = 2 ∗ 800(0,74 − 0,52) = 1600(0,22) = 352 m/s
�̅� = 𝑣21 + 𝑣32 + 𝑣43
3
�̅� = 352 + 336 + 352
3= 346,7 m/s
△ 𝑣 = |�̅� − 𝑣21| = | 346,7 − 352| = 5,3
△ 𝑣 = |�̅� − 𝑣32| = | 346,7 − 336| = 410,7
△ 𝑣 = |�̅� − 𝑣43| = | 346,7 − 352| = 5,3
Pelaporan
𝑣 = {𝑣 ±△ 𝑣𝑚𝑎𝑥}m/s
𝑣 = {346,7 ± 10,7}m/s
Tingkat Ketelitian
TK = (1 −𝛥𝑣
𝑣) *100%
TK = (1 −10,7
346,7) *100%
TK = (1 − 0,031) *100% = 96,9%
3. Frekuensi 900 Hz
𝐿𝑛 − 𝑙𝑛−1 =𝑣
2𝑓
𝑣 = 2𝑓(𝐿𝑛 − 𝐿𝑛−1)
𝑣21 = 2𝑓(𝐿2 − 𝐿1)
𝑣21 = 2 ∗ 900(0,28 − 0,08) = 1800(0,2) = 360 m/s
𝑣32 = 2𝑓(𝐿3 − 𝐿2)
𝑣32 = 2 ∗ 900(0,47 − 0,28) = 1800(0,19) = 342 m/s
𝑣43 = 2𝑓(𝐿4 − 𝐿3)
𝑣43 = 2 ∗ 900(0,67 − 0,47) = 1800(0,2) = 360 m/s
�̅� = 𝑣21 + 𝑣32 + 𝑣43
3
�̅� = 360 + 342 + 360
3= 354 m/s
△ 𝑣 = |�̅� − 𝑣21| = | 354 − 360| = 6
△ 𝑣 = |�̅� − 𝑣32| = | 354 − 342| = 12
△ 𝑣 = |�̅� − 𝑣43| = | 354 − 360| = 6
Pelaporan
𝑣 = {𝑣 ±△ 𝑣𝑚𝑎𝑥}m/s
𝑣 = {354 ± 12}m/s
Tingkat Ketelitian
TK = (1 −𝛥𝑣
𝑣) *100%
TK = (1 −12
354) *100%
TK = (1 − 0,034) *100% = 96,6%
C. Secara Empiris
𝑣 = 331√1 +𝑡
273
Dimana nilai t = 26oC
𝑣 = 331√1 +26
273
𝑣 = 331√1 + 0,095
𝑣 = 331 ∗ 1,04642
𝑣 = 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 (λ). λ 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