GELOMBANG
TALI
A. PENDAHULUAN
1.
Latar belakang
Gelombang adalah suatu
getaran yang menjalar melalui suatu medium maupun tanpa medium. Dalam
klasifikasinya gelombang terbagi menjadi 2 yaitu gelombang mekanik dan
gelombang elektromagnetik. Jenis-jenis gelombang mekanik dapat dibagi menjadi 2
yaitu gelombang transversal, misalnya gelombang tali dan gelombang
longitudinal, misalnya gelombang pada pegas. Gelombang memiliki besaran-besaran
fisis yaitu periode gelombang (T) merupakan waktu
yang diperlukan gelombang untuk menempuh satu panjang gelombang penuh. Panjang
gelombang (λ) merupakan jarak yang ditempuh dalam waktu satu periode. Frekuensi
gelombang merupakan banyaknya gelombang yang terjadi tiap satuan waktu dan cepat rambat gelombang
(v) yang merupakan jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu.
Untuk mengetahui bagaimana
hubungan antara cepat rambat gelombang dengan tegangan tali dan bagaimana
hubungan antara frekuensi gelombang dengan panjang gelombang, maka percobaan
ini sangat penting untuk dilakukan agar dapat dipahami dan dapat diaplikasikan
dalam kehidupan sehari-hari. Dari uraian di atas, dapat dilakukan percobaan
dengan judul “Gelombang Tali”.
2.
Tujuan Percobaan
Tujuan
yang ingin dicapai pada percobaan ini adalah sebagai berikut:
a.
Mempelajari hubungan
antara cepat rambat gelombang dengan tegangan tali.
b.
Mengetahui
hubungan antara frekuensi gelombang dengan panjang gelombang.
B.
KAJIAN TEORI
Sumber
gelombang adalah getaran. Gelombang adalah getaran yang merambat. Setiap benda
yang berjalan dicirikan mempunyai kecepatan. Kecepatan gelombang bergantung
pada sifat medium, dimana ia merambat. Kecepatan gelombang tali yang terentang,
maupun gelombang pada dawai tergantung pada tegangan tali dan massa tali
persatuan panjang. Kecepatan inilah yang akan mempengaruhi frekuensi tertentu
yang superposisinya menghasilkan suatu pola getaran stasioner yang disebut
gelombang berdiri. Setelah terbentuk gelombang stasioner, dapat diukur panjang gelombang yang terjadi (λ) dan
jika frekuensi fibrator yang digunakan sama dengan f maka cepat rambat
gelombang dapat dicari dengan (Sri Jumini,2015)
……………………………….. (1.1)
Semua
gelombang memindahkan energinya tanpa secara permanen memindahkan medium tempat
gelombang itu merambat. Gelombang ini disebut juga dengan gelombang merambat
atau gelombang berjalan karena energinya bergerak dari sumber ke lingkungan
sekitarnya. Titik-titik dimana terjadi perpindahan positif maksimum dari medium
disebut puncak. Titik-titik gelombang dimana terjadi perpindahan negatif
maksimum dari medium disebut lembah (Stockley,2007).
Kecepatan gelombang v adalah kecepatan dimana
puncak gelombang (bagian lain dari gelombang) bergerak. Kecepatan gelombang
harus dibedakan dari kecepatan partikel pada medium itu sendiri. Kecepatan
gelombang adalah tekanan sepanjang tali, sementara kecepatan partikel tali
tegak lurus terhadapnya. Sebuah tali yang direntangkan antara dua penopang yang
dipetik seperti senar gitar atau biola, gelombang dengan berbagai frekuensi
akan merambat pada kedua arah tali, lalu akan dipantulkan dibagian ujung
kemudian akan merambat kembali dengan arah yang berlawanan (Giancoli,2001).
C.
METODE PERCOBAAN
1.
Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan ini dapat
dilihat pada Tabel 1.1 berkut:
Tabel 1.1 Alat
dan Bahan serta Kegunaanya
|
No
|
Nama
Alat dan Bahan
|
Kegunaan
|
|
1.
|
Catu
daya
|
Sebagai
pengatur tegangan
|
|
2.
|
Tali
|
Sebagai
obyek pengamatan
|
|
3.
|
Katrol
berpenjepit
|
Untuk
memudahkan jalannya tali
|
|
4.
|
Ticker Timer
|
Sebagai
pembangkit getaran
|
|
5.
|
Beban
bercelah
|
Sebagai
pemberat
|
|
6.
|
Meteran
|
Untuk
mengukur panjang tali
|
|
7.
|
Neraca
digital
|
Untuk
mengukur massa tali
|
|
8.
|
Kabel
penghubung
|
Untuk
menghubungkan catu daya dengan ticker timer
|
2.
Prosedur Kerja
Prosedur kerja yang dilakukan pada percobaan ini
adalah sebagai berikut:
a.
Merangkai alat
dan bahan yang digunakan seperti pada gambar berikut:
Gambar 1.1 Rangkaian Alat dan Bahan pada
Percobaan Gelombang Tali
b.
Mula-mula
memasang beban 0.05 kg pada ujung tali.
c.
Menghubungkan Ticker Timer ke catu daya dengan
menggunakan kabel penghubung.
d.
Menghidupkan
catu daya (ON).
e.
Menggeser-geser Ticker Timer mendekati atau menjauhi
katrol hingga pada tali terbentuk gelombang diam dengan titik simpul yang tajam
(jelas).
f.
Mengukur panjang
tali untuk membentuk gelombang (Ln) yang terbentuk dan mencatat hasilnya pada
tabel.
g.
Dengan tidak
mengubah panjang tali (pembangkit getaran tidak bergeser), mengganti bebannya
menjadi 0,1 kg. kemudian mengamati bentuk gelombang pada tali dan mengukur
panjang gelombangnya dan mencatathasilnya pada tabel.
h.
Mengulangi
langkah ke (g) dengan mengganti bebannya berturut-turut menjadi 0,15 kg dan 0,2
kg, kemudian mencatat hasilnya.
i.
Mengulangi
langkah ke (h), tetapi massa tali diganti menjadi 2 kali semula (2 tali
dipilin) dan mengukur panjang gelombang yang terbentuk, kemudian hasilnya
dicatat pada tabel.
D. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
1.
Hasil Pengamatan
a.
Data Pengamatan
Data pengamatan pada percobaan ini dapat dilihat pada
Tabel 1.2 dan Tabel 1.3 berikut:
Tabel 1.2 Data
Pengamatan Untuk Tali Tunggal
|
No
|
mbenda (kg)
|
Ln (m)
|
n
|
Mtali (kg)
|
Ltali (m)
|
g (m/s)
|
|
1.
|
0,05
|
1,24
|
4
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
|
2.
|
0,1
|
1,28
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
|
3.
|
0,15
|
1,47
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
|
4.
|
0,2
|
1,62
|
2
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
Tabel 1.3 Data
Pengamatan Untuk Tali Ganda
|
No
|
mbenda (kg)
|
Ln (m)
|
n
|
Mtali (kg)
|
Ltali (m)
|
g (m/s)
|
|
1.
|
0,05
|
1,24
|
6
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
|
2.
|
0,1
|
1,3
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
|
3.
|
0,15
|
1,38
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
|
4.
|
0,2
|
1,52
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
b.
Analisis Data
Berdasarkan
data pengamatan diperoleh analisis data sebagai berikut:
1.
Tali tunggal
a)
Menentukan
panjang gelombang (λ)
Untuk massa benda = 0,05 kg dan
massa tali = 0,98 kg
m
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat
dilihat pada Tabel 1.4 berikut:
Tabel 1.4 Analisis Penentuan Panjang Gelombang
|
No
|
mbenda (kg)
|
Ln (m)
|
N
|
Mtali (kg)
|
Ltali (m)
|
g (m/s)
|
λ (m)
|
|
1.
|
0,05
|
1,24
|
4
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
0,62
|
|
2.
|
0,1
|
1,28
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
0,85
|
|
3.
|
0,15
|
1,47
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
0,98
|
|
4.
|
0,2
|
1,62
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
1,08
|
b)
Menentukan cepat
rambat gelombang
= 0,475 m/s
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat
dilihat pada Tabel 1.5 berikut:
Tabel 1.5 Analisis Penentuan Cepat Rambat Gelombang
|
No
|
mbenda (kg)
|
Ln (m)
|
n
|
Mtali (kg)
|
Ltali (m)
|
g (m/s)
|
v (m/s)
|
|
1.
|
0,05
|
1,24
|
4
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
0,475
|
|
2.
|
0,1
|
1,3
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
0,95
|
|
3.
|
0,15
|
1,38
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
1,425
|
|
4.
|
0,2
|
1,52
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
1,9
|
c)
Menentukan
frekuensi
= 0,766129 Hz
Dengan cara yang
sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.6 berikut:
Tabel 1.6 Analisis Penentuan Frekuensi
|
No
|
mbenda (kg)
|
Ln (m)
|
n
|
Mtali (kg)
|
Ltali (m)
|
g (m/s)
|
f (Hz)
|
|
1.
|
0,05
|
1,24
|
4
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
0,766129
|
|
2.
|
0,1
|
1,3
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
1,113281
|
|
3.
|
0,15
|
1,38
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
1,454082
|
|
4.
|
0,2
|
1,52
|
3
|
0,98
|
1,9
|
9,8
|
1,759259
|
2.
Tali Ganda
a)
Menentukan
panjang gelombang (λ)
Untuk massa benda = 0,05 kg dan massa tali = 1,65 kg
m
Dengan cara yang sama untuk data
selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.7 berikut:
Tabel 1.7 Analisis
Penentuan Panjang Gelombang
|
No
|
mbenda (kg)
|
Ln (m)
|
n
|
Mtali (kg)
|
Ltali (m)
|
g (m/s)
|
λ (m)
|
|
1.
|
0,05
|
1,24
|
6
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
0,413333
|
|
2.
|
0,1
|
1,3
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
0,65
|
|
3.
|
0,15
|
1,38
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
0,69
|
|
4.
|
0,2
|
1,52
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
0,76
|
b)
Menentukan cepat
rambat gelombang
= 0,467727 m/s
Dengan cara yang sama untuk data
selanjutnya dapat dilihat pada Tabel 1.5 berikut:
Tabel 1.5 Analisis
Penentuan Cepat Rambat Gelombang
|
No
|
mbenda (kg)
|
Ln (m)
|
n
|
Mtali (kg)
|
Ltali (m)
|
g (m/s)
|
v (m/s)
|
|
1.
|
0,05
|
1,24
|
6
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
0,467727
|
|
2.
|
0,1
|
1,3
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
0,935455
|
|
3.
|
0,15
|
1,38
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
1,403182
|
|
4.
|
0,2
|
1,52
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
1,870909
|
c)
Menentukan
frekuensi
= 1,131598 Hz
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat
dilihat pada Tabel 1.6 berikut:
Tabel 1.6 Analisis Penentuan Frekuensi
|
No
|
mbenda (kg)
|
Ln (m)
|
n
|
Mtali (kg)
|
Ltali (m)
|
g (m/s)
|
f (Hz)
|
|
1.
|
0,05
|
1,24
|
6
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
1,131598
|
|
2.
|
0,1
|
1,3
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
1,439161
|
|
3.
|
0,15
|
1,38
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
2,033597
|
|
4.
|
0,2
|
1,52
|
4
|
1,65
|
3,15
|
9,8
|
2,461722
|
2.
Pembahasan
Pada percobaan ini akan
ditentukan besar panjang gelombang, cepat rambat gelombang dan frekuensi
gelombang tali yang terjadi dengan menggunakan 4 variasi massa beban yaitu 0,05
kg, 0,1 kg, 0,15 kg dan 0,2 kg, serta dua fariasi tali yaitu tali tunggal
dengan massa 0,98 kg dan tali ganda dengan massa 1,65 kg.
Pertama, untuk tali tunggal,
berdasarkan analisis data, panjang gelombang yang diperoleh secara
berturut-turut yaitu 0,62 m, 0,853333 m, 0,98 m dan 1,08 m. Sedangkan cepat
rambat gelombang yang diperoleh secara berturut-turut yaitu 0,475 m/s, 0,95
m/s, 1,425 m/s dan 1,9 m/s. serta besar frekuensi gelombang yang diperoleh
secara berturut-turut yaitu 0,766129 Hz, 1,113281 Hz, 1,454082 Hz dan 1,759259
Hz. Kedua, untuk tali ganda, panjang gelombang yang diperoleh secara
berturut-turut yaitu 0,413333 m, 0,65 m, 0,69 m dan 0,76 m. Sedangkan cepat
rambat gelombang yang diperoleh secara berturut-turut yaitu 0,467727 m/s,
0,935455 m/s, 1,403182 m/s dan 1,870909 m/s. Serta besar frekuensi gelombang
yang diperoleh secara berturut-turut yaitu 1,131598 Hz, 1,439161 Hz, 2,033597
Hz dan 2,461722 Hz.
Berdasarkan data pengamatan
dan analisis data diatas dapat dinyatakan bahwa untuk hubungan antara cepat
rambat gelombang dengan tegangan tali, dimana semakin besar massa beban yang
diberikan, maka panjang gelombang juga semakin besar. Hal ini menyebabkan cepat
rambat gelombang semakin besar pula, begitupun dengan tegangan tali yang
semakin besar jika massa beban yang digunakan semakin besar. Dengan kata lain
cepat rambat gelombang berbanding lurus dengan tegangan tali.
Selanjutnya untuk hubungan
antara frekuensi gelombang dengan panjang gelombang berdasarkan analisis data
dapat dinyatakan bahwa frekuensi gelombang berbanding lurus dengan panjang
gelombang. Hal ini tidak sesuai dengan teori,dimana berdasarkan teori semakin
besar frekuensi gelombang maka semakin kecil panjang gelombangnya atau
frekuensi berbanding terbalik dengan panjang gelombang. Hal ini dapat
disebabkan karena kurangnya ketelitian kami dalam pengambilan data.
E.
KESIMPULAN DAN
SARAN
1.
Kesimpulan
Setelah
melakukan percobaan ini, kami dapat menyimpulkan bahwa:
a.
Hubungan antara
cepat rambat gelombang dengan tegangan tali adalah berbanding lurus, artinya
semakin besar massa beban yang diberikan, maka panjang gelombang juga semakin
besar. Hal ini menyebabkan cepat rambat gelombang semakin besar pula, begitupun
dengan tegangan tali yang semakin besar jika massa beban yang digunakan semakin
besar.
b.
Hubungan antara
frekuensi gelombang dengan panjang gelombang yaitu berbanding terbalik. Artinya
semakin besar frekuensi gelombang maka semakin kecil panjang gelombangnya.
2.
Saran
Saran yang dapat kami sampaikan setelah melakukan
percobaan ini adalah sebagai berikut:
a.
Untuk alat-alat
praktikum yang ada di laboratorium agar dilengkapi lagi, sehingga dalam
melakukan praktikum sesuai dengan prosedur yang ada di penuntun.
b.
Untuk asisten
pada percobaan ini sudah berperan aktif dalam membimbing kami dan kami
mengucapakan terima kasih atas bimbingannya.
c.
Diharapkan
kepada praktikan agar melakukan praktikum dengan tenang (tidak rebut) sehingga
tidak menggangu praktikan yang lain.
DAFTAR PUSTAKA
Giancoli,
2001.Fisika Jilid 2. Erlangga
Jakarta.
Sri jumini, 2015. Pengaruh
Cepat Rambant Gelombang Terhadap Frekuensi pada Tali. Universitas sains
AlQur’an. Wonosobo.
Stockley,Corrine.2007. Kamus Fisika Bergambar. Erlangga.
Jakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar