LAPORAN FISIKA KOLOM UDARA

TUJUAN

1.      Mempelajari fenomena resonansi gelombang suara.

2.      Mengukur kecepatan rambat gelombang suara di udara.

I.              LANDASAN TEORI

Bila garputala digetarkan di atas tabung resonansi, maka getarannya akan menggetarkan kolom udara di dalam tabung resonansi. Dengan mengatur panjangnya kolom udara di dalam tabung resonansi, maka akan terdengar dengung menjadi lebih keras, ini berarti terjadi resonansi.

Jika pada salah satu tabung diletakan sebuah sumber suara sedangkan ujung tabung lainnya ditutup, maka gelombang suara akan merambat melewati udara di dalam tabung dan ketika sampai di ujung yang tertutup, gelombang tersebut dipantulkan. Dengan demikian di dalam tabung terdapat gelombang datang dan gelombang pantul. Kedua gelombang ini akan berinterferensi. Pada frekuensi gelombang suara tertentu, gelombang ini akan berinterferensi. Pada frekuensi gelombang suara tertentu, gelombang hasil interferensi akan menghasilkan gelombang berdiri. Peristiwa ini dinamakan resonansi. Dengan kata lain, resonansi adalah peritiwa bergetarnya suatu sistem fisis dengan nilai frekuensi tertentu akibat dipengaruhi oleh sistem fisis lain (sumber) yang bergetar dengan frekuensi tertentu pula dimana nilai kedua frekuensi ini sama.

Syarat terjadinya resonansi adalah :

L = (2n-1)lamda/4 dimana:

L= panjang tabung

n=1,2,3,...... adalah orde resonansi frekuensi dasar, tingkat pertama,dst.

lamda= panjang gelombang

Dalam kehidupan sehari-hari, kita dapat mengamati resonansi menggunakan kolom udara. Jika pada kolom udara yang terletak diatas permukaan air digetarkan garputala maka molekul-molekul air akan bergetar.

Resonansi pada kolom udara terjadi jika :

·         Pada permukaan air terjadi simpul gelombang

·         Pada ujung tabung bagian atas merupakan perut gelombang

Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran udara pada pipa organa tertutup. Jadi, resonansi pertama akan terjadi jika panjang kolom udara di atas air ¼ lamda, resonansi kedua ¾ lamda, resonansi ketiga 5/4 lamda dan seterusnya.

Kolom udara pada percobaan penentuan resonansi diatas berfungsi sebagai tabung resonator. Peristiwa reonansi ini dapat dipapakai untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di udara. Agar terdapat terjadi resonansi, panjang kolom udaranya adalah l= (2n-1) ¼ lamda dengan n = 1,2,3,....

Berdasarkan penjelasan tersebut, dapat ditentukan bahwa resonansi berurutan dapat di dengar apabila suatu resonansi dengan resonansi berikutnya memiliki jarak deltal= ½ lamda. Jika frekuensi garputala diketahui, cepat rambat gelombang bunyi diudara dapat diperoleh melalui

 v= lamda . f
dengan :

v = cepat rambat bunyi di udara ( m/s )

lamda = panjang gelombang (m)

f = frekuensi sumber bunyi (Hz)

II.      ALAT DAN BAHAN

Alat & bahan yang diperlukan dalam percobaan ini adalah :

·         Statif

·         Tabung resonansi berskala

·         Reservoir air

·         Selang plastik

·         Penjepit buaya

·         air

III.    LANGKAH KERJA

1.      Mengatur alat dan bahan sehingga seperti gambar di bawah in :

2.   Mengisi reservoir dengan air secukupnya.

3.      Mengambil sebuah garputala, membaca dan mencatat frekuensi garputala tersebut.

4.      Memukulkan garputala yang diketahui frekuensinya sedikit di atas tabung kaca.

5.      Perlahan – lahan menurunkan permukaan air di dalam tabung resonansi dengan cara menurunkan reservoir sambil mendengarkan suara yang ditimbulkan oleh garputala.

6.      Menghentikan penurunan permukaan air jika terdengar nada resonansi. Ini adalah resonansi nada dasar. Resonansi dapat diketahui sedang terjadi jika terdengar bunyi yang lebih keras.lalu mengukur panjang kolom udara di dalam tabung, l₀

7.      Menurunkan lagi reservoir sambil mendengarkan perubahan suara dari garputala. Hentikan penurunan permukaan air jika terdengar nada resonansi. Ini adalah resonansi nada tingkat pertama.lalu mengukur panjang kolom udara di dalam tabung, l₁.

8.      Menurunkan lagi reservoir sampai terdengar resonansi nada tingkat kedua. Ukurlah panjang kolom udara di dalam tabung, L₂.

9.      Menaikan reservoir sehingga permukaan air dekat dengan ujung tabung.

10.  Menulis data hasil percobaan

IV.     HASIL PERCOBAAN

NO	F (Hz)	(l1+/_0,05) m	(l2+/_0,05) m
1	288	0,29 0,27 0,30	0,79 0,81 0,86
lrata-rata		0,287	0,820
2	341	0,35 0,30 0,34	0,90 0,85 0,99
lrata-rata		0,330	0,947

V.        ANALISIS

§  Analisis selama pengamatan

Selama percobaan berlangsung, saya mengamati bahwa peristiwa yang terjadi adalah air ikut bergetar karena getaran dari garputala. Maka sesuai dengan pengertian dari resonansi bahwa resonansi adalah peristiwa bergetarnya suatu benda karena getaran benda lain, dalam percobaan ini getaran garpu tala meresonansi air.

§  Perhitungan

1.      Besar cepat rambat bunyi (v) jika frekuensi konstan (288 Hz) dengan persamaan v= 2f(l₂ - l₁) :

v₁= 2f(l₂ - l₁)

   = 2. 288 (0,820 – 0,287)

   = 307,584 m/s

2.      Besar cepat rambat bunyi (v) jika frekuensi konstan (341 Hz) dengan persamaan v= 2f(l₂ - l₁) :

V₂= 2f(l₂ - l₁)

   = 2. 341 (0,947 – 0,330)

   = 420,794 m/s

§  Tabel hasil analisis

NO	F (Hz)	(l1+/_0,05) m	(l2+/_0,05) m	v (m/s)
1	288	0,29 0,27 0,30	0,79 0,81 0,86	307,584
lrata-rata		0,287	0,820
2	341	0,35 0,30 0,34	0,90 0,85 0,99	420,794
lrata-rata		0,330	0,947

VI.    KESIMPULAN

2.    Dalam percobaan ini getaran garpu tala meresonansi air.

3.    Resonansi adalah proses bergetarnya suatu benda dikarenakan ada benda lain yang bergetar

4.    Besar cepat rambat bunyi (v) jika frekuensi konstan 288 Hz adalah 307,584 m/s.

5.    Besar cepat rambat bunyi (v) jika frekuensi konstan 341 Hz adalah 420,794 m/s.