Laporan Praktikum Gelombang Stasioner (Fisika SMA)

 

 

Arif Rachman Hakim Dwi Fitria Respatiningtyas Jaslin Bonita Aureyga Juniar Chandra Ananda Rahmi Restu Hikmah Arifah

(04) (06) (13) (14) (26)

XI MIPA SMA NEGERI 17 GRESIK TAHUN PELAJARAN 2015 / 2016

 

LEMBAR KERJA SISWA GELOMBANG STASIONER

A  JUDUL

: Gelombang Stasioner

B  PELAKU PRAKTIKUM

:

Yang melakukan praktikum fisika mengenai Karakteristik Gelombang Stasioner adalah siswa kelas XI MIPA 7. Pada laporan ini, praktikum mengenai

gelombang stasioner dilaksanakan oleh : Arif Rachman Hakim

(04)

Dwi Fitria Respatiningtyas

(06)

Jaslin Bonita Aureyga

(13)

Juniar Chandra Ananda

(14)

Rahmi Restu Hikmah Arifah

(26)

C  TEMPAT DAN WAKTU PRAKTIKUM :

Praktikum ini telah dilaksanakan pada Hari / tanggal

: Kamis, 28 April 2016

Waktu

: 07.00 –  08.30  08.30 WIB

Tempat

: Laboratorium Fisika SMA Negeri 1 Gresik

D  TUJUAN : 

1.  Menganalisis karakteristik gelombang stasioer pada tali atau dawai 2.  Menentukan hubungan antara cepat rambat gelombang pada tali dengan tegangan tali 3.  Menentukan hubungan antara jenis tali dengan cepat rambat gelombang E  RUMUSAN MASALAH

1.  Bagaimana hubungan antara cepat rambat gelombang pada tali dengan tegangan tali? 2.  Bagaimana hubungan antara jenis tali dengan cepat rambat gelombang? F  VARIABEL a.  Variabel Manipulasi (bebas) ➢ 

Percobaan 1.

➢  Percobaan 2.  2. 

 

: Massa beban  : Jenis tali 

:

 

b.  Variabel Kontrol (pengendali)

:

➢  Percobaan 1.

: Panjang tali (1 m), jenis tali 

➢  Percobaan 2.  2. 

: Massa beban (50 gram) 

c.  Variabel Terikat (hasil) ➢  Percobaan 1.

2.  ➢  Percobaan 2. 

:

: Perbedaan cepat rambat gelombang  : Perbedaan cepat rambat gelombang 

G  HIPOTESIS

Cepat rambat gelombang transversal (stasioner / berdiri) pada dawai sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan akar massa  persatuan panjang dawai  H  DASAR TEORI

Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu medium. Pada gelombang yang merambat adalah energinya, bukan zat medium perantaranya. Suatu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan bukit (gelombang transversal) atau menghitung jarak antara satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang longitudinal). Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu detik. Hukum yang mempelajari tentang besar-besaran yang mempengaruhi cepat rambat gelombang transversal pada tali adalah Hukum Melde. Melde menemukan  bahwa cepat rambat gelombang pada dawai sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan akar massa persatuan panjang dawai. Percobaan Melde digunakan untuk menyelidiki cepat rambat gelombang transversal dalam dawai. I  ALAT DAN BAHAN

 

NO

ALAT DAN BAHAN

JUMLAH

1.

Kabel Merah dan Hitam

1 buah

2.

Vibrator

1 buah

GAMBAR

 

3.

Katrol

1 buah

4.

Benang

2 buah

5.

Catu Daya

1 buah

6.

Beban Gantung

1 set

7.

 Neraca

1 buah

8.

Penggaris

1 buah

J  RANCANGAN PERCOBAAN

K  LANGKAH KERJA

1  Menyusun peralatan seperti pada rancangan percobaan diatas 2  Menghidupkan penggetar (vibrator) sehingga terbentuk gelombang stasioner Informasi: • 

 

Untuk memperoleh gelombang stasioner yang terdiri dari simpul dan perut dapat diatur frekuensi penggetar yang digunakan dan/atau mengubah jarak  penggetar terhadap katrol sebagai ujung terikat

 

• 

Jarak dari simpul ke simpul terdekat sama dengan setengah panjang gelombang. Jika jarak simpul ke simpul = x, maka panjang gelombang dapat dihitung

dengan persamaan = 2x  3  Melakukan percobaan untuk mencari hubungan antara cepat c epat rambat gelombang  pada tali dengan tegangan tali. Lakukan percobaan percobaan untuk 3 beban yang b berbeda erbeda Informasi: • 

Percobaan dilakukan dengan cara mengganti beban, kemudian menyesuaikan frekuensi penggetar supaya didapatkan gelombang stasioner stas ioner yang paling mudah diamati. Tegangan tali disebabkan karena beban gantung sehingga tegangan pada tali,  =  =   4  Melakukan pula percobaan untuk mencari hubungan antara jenis tali (yang dinyatakan dengan massa per satuan panjang tali) dengan cepat rambat gelombang. Melakukan percobaan untuk 2 tali yang berbeda. Informasi: • 

Massa per satuan panjang tali  dinyatakan dengan lambang , dimana:

5  Mencatat data hasil percobaan dalam tabel, kemudian buatlah grafik sesuai dengan data pada tabel.

L  HASIL PENGAMATAN Tabel 1. Hubungan Antara Cepat Rambat Gelombang dengan Tegangan Tali Massa No

Beban M (Kg)

Tegangan F (N)

Jarak Simpul Ke Simpul X

Panjang Gelombang

(M)

(M)

Frekuensi

Cepat Rambat

F (Hz)

V (M/S)

V2 

1.

0,05

0,5

0,33

0,66

50

33

1089

2.

0,07

0,7

0,37

0,74

50

37

1369

3.

0,1

1

0,50

1,00

50

50

2500

1  Cepat Rambat

 =     

 

2  Cepat Rambat

 =     

= (0, (0,66 66)(5 )(50) 0) 

= (0, (0,74 74)(5 )(50) 0) 

= 33 m/s m/s 

= 37 m/s m/s 

 

3  Cepat Rambat

 =      = (1, (1,00 00)(5 )(50) 0)  = 50 m/s m/s   Tabel 2. Hubungan Antara Jenis Tali dengan Cepat Rambat Gelombang Jarak Simpul

Panjang

ke Simpul X

Gelombang

Massa

Panjang

Tali M

Tali L

(kg)

(m)

1.

0,00001

1

0,00001

1

2

50

100

10000

2.

0,00012

1

0,00012

0,54

1,08

50

54

2916

No

 =   

1  Cepat Rambat

 =     

(m)

(m)

Frekuensi F (Hz)

Cepat Rambat V (m/s)

2  Cepat Rambat

 =     

= (2, (2,00 00)(5 )(50) 0) 

= (1, (1,08 08)(5 )(50) 0) 

= 10 100 0 m/s m/s 

= 54 m/ m/

GRAFIK HUBUNGAN ANTARA CEPAT RAMBAT GELOMBANG DENGAN TEGANGAN TALI DAN JENIS TALI

 

V2 

 

 

M ANALISIS DATA PERTANYAAN 1  Dari tabel data yang diperoleh, kecenderungan apa yang dapat disimpulkan dari massa beban dan cepat rambat gelombang? Berikan alasannya.  Berdasarkan data tersebut, diperoleh kecenderungan bahwa semakin besar

massa beban yang dikaitkan pada tali, maka semakin besar pula cepat rambat gelombang yang dialami tali. Semakin ringan massa beban yang dikaitkan pada tali, maka semakin kecil cepat rambat gelombang. 2  Berdasarkan grafik hubungan antara F dan v 2, hubungan apa yang terdapat di antara kedua besaran tersebut? Bagaimana rumusan atau formula yang sesuai?  Tegangan (F) berbanding lurus dengan kuadrat dari cepat rambat gelombang

(v2). Semakin besar tegangan (F) maka semakin besar kuadrat cepat rambat gelombangnya (v2). Semakin kecil tegangan (F) maka semakin kecil pula kuadrat cepat rambat gelombangnya (v2). Rumusan atau formula yang sesuai adalah

 

3 Dari tabel data yang diperoleh, kecenderungan apa yang dapat ditafsirkan pada jenis tali dan cepat rambat gelombang? Berikan alasannya.

 

 

 Berdasarkan data tersebut, diperoleh kecenderungan bahwa dua jenis tali yang

 berbeda dimana semakin besar massa tali yang digunakan, maka semakin kecil cepat rambat gelombang yang dialami tali. Sebaliknya, semakin ringan massa tali yang digunakan, maka semakin besar cepat rambat gelombang. 4  Berdasarkan grafik hubungan antara  dan v2, hubungan apa yang terdapat di antara kedua besaran tersebut? Bagaimana rumusan atau formula yang sesuai?  Massa per satuan panjang (  ) berbanding terbalik dengan kuadrat dari cepat

rambat gelombang (v2). Semakin besar massa per satuan panjang ( ) maka semakin kecil kuadrat cepat rambat gelombangnya (v 2). Sebaliknya, semakin kecil massa per satuan panjang (  ) maka semakin besar kuadrat cepat rambat gelombangnya (v2).  Rumusan atau formula yang sesuai adalah

5  Jika rumusan yang diperoleh antara nomer 2 dan 4 digabungkan, rumusan atau formula apakah yang dapat ditulis?  Rumusan atau formula yang dapat ditulis adalah

N  KESIMPULAN ✓  Gelombang stasioner / gelombang berdiri / gelombang diam   terjadi karena

adanya perpaduan (interferensi) atau superposisi antara gelombang datang dengan gelombang pantul yang memiliki frekuensi dan amplitudo sama namun  berlawanan arah. Pemantulan gelombang stasioner s tasioner terdapat pada ujung tetap dan ujung bebas.  ✓  Pada gelombang stasioner terdapat titik dengan amplitudo yang tidak sama,

diantaranya ada dua titik yang ekstrem, yaitu.titik perut dan titik simpul  

  Titik Simpul, merupakan titik yang tampak tidak bergerak yang memiliki

o

nilai amplitudo minimum (As = 0) 

 

 

  Titik Perut, merupakan titik tempat terjadinya superposisi yang

o

menguatkan dimana di titik tersebut amplitudonya maksimum (As = 2A)  

✓  Hubungan antara akar kuadrat gaya tegangan tali dengan cepat rambat gelombang

transversal pada seutas tali adalah berbanding lurus sehingga o

  Semakin besar tegangan tali (F) maka semakin besar kuadrat cepat rambat gelombangnya (v2).

  Semakin kecil tegangan (F) maka semakin kecil

o

 pula kuadrat cepat rambat gelombangnya (v2)  ✓  Hubungan antara jenis tali (akar kuadrat massa per panjang tali) dengan cepat

rambat gelombang pada tali adalah berbanding terbalik sehingga

  Semakin besar massa per satuan panjang ( ) maka

o

semakin kecil kuadrat cepat rambat gelombangnya (v2).

  Semakin kecil massa per satuan panjang () maka

o

2

semakin besar kuadrat cepat rambat gelombangnya (v ). ✓  Dengan demikian, cepat rambat gelombang pada tali bergantung pada tegangan

tali, massa tali, dan panjang tali