bunyi dan komputer fisika

RESONANSI (M7) 

I. Tujuan:

1.      Mempelajari fenomena resonansi gelombang suara.

2.      Mengukur kecepatan rambat gelombang suara di udara.

3.      Mengukur frekuensi sumber bunyi.

II. Teori

            Misalkan pada salah satu ujung tabung diletakkan 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 pantulan. Kedua gelombang ini akan berinterferensi. Pada frekuensi gelombang suara tertentu, gelombang hasil interferensi akan menghasilkan gelombang berdiri. Peristiwa ini dinamakan resonansi. Syarat terjadinya resonansi adalah

                                                                         (1)

dengan L adalah panjang tabung dan n = 1, 2, 3, … adalah orde resonansi frekuensi dasar, frekuensi tingkat pertama, kedua dan seterusnya, sedangkan l adalah panjang gelombang. Hubungan antara kecepatan rambat gelombang v, frekuensi dan panjang gelombang adalah

                                                                                    (2)

III. Metode Eksperimen

A. Alat dan Bahan

1.      Statif                                                         1 buah

2.      Tabung resonansi                                     1 buah

3.      Reservoir air                                              1 buah

4.      Garpu penala                                             4 buah

5.      Pemukul Garpu penala                              1 buah

6.      Pembangkit frekuensi audio                     1 buah

7.      Speaker                                                     1 buah

8.      Air

B. Prosedur Percobaan

     Prosedur eksperimen dalam percobaan ini mengikuti langkah-langkah sebagai berikut:

1.      Isilah reservoir dengan air secukupnya. Naikkan reservoir agar permukaan air dekat dengan ujung tabung.

2.      Ambillah sebuah garpu penala. Baca dan catat frekuensi garpu penala tersebut. Pukullah garpu tala yang diketahui frekuensinya sedikit di atas tabung kaca. Jika tidak tersedia garpu penala, sebagai gantinya gunakan pembangkit frekuensi suara dan speaker.

3.      Perlahan – lahan turunkan permukaan air di dalam tabung resonansi dengan cara menurunkan reservoir sambil mendengarkan suara yang ditimbulkan oleh garpu penala.

4.      Hentikan penurunan permukaan air jika terdengan nada resonansi. Ini adalah resonansi nada dasar. Resonansi dapat diketahui sedang terjadi jika terdengar bunyi yang lebih keras. Ukurlah panjang kolom udara di dalam tabung, L_D.

5.      Turunkan lagi reservoir sambil mendengarkan perubahan suara dari garpu penala. Hentikan penurunan permukaan air jika terdengan nada resonansi. Ini adalah resonansi nada tingkat pertama. Ukurlah panjang kolom udara di dalam tabung, L₁.

6.      Jika masih memungkinkan, turrunkan lagi reservoir sampai terdengar resonansi nada tingkat kedua. Ukurlah panjang kolom udara di dalam tabung, L₂.

7.      Naikkan reservoir sehingga permukaan air dekat dengan ujung tabung.

8.      Ulangi langkah ke 2 sampai 6 sebanyak 5 kali.

9.      Hitunglah nilai rata – rata `L<sub>D</sub>, `L₁ dan `L<sub>2</sub> kemudian gunakan persamaan (1) untuk menghitung panjang gelombang rata – rata `l_dasar, `l<sub>pertama</sub> dan `l_kedua,

10.  Dari hasil perhitungan di atas, hitunglah panjang gelombang suara rata – rata `l

11.  Hitunglah kecepatan perambatan gelombang suara menggunakan persamaan (2)

12.  Ulangi langkah ke 2 sampai 10 untuk garpu penala yang lain.

13.  Dari semua hasil perhitungan kecepatan gelombang suara berabgai frekuensi garpu penala, hitunglah kecepatan perambatan gelombang suara rata – rata.

14.  Ulangi langkah percobaan ke 2 sampai 8 menggunakan garpu tala yang tidak diketahui frekuensinya.

15.  Gunakan hasil perhitungan langkah ke 12 dan persamaan (2) untuk menghitung frekuensi garpu penala.

IV. Daftar Pustaka

1.      FW. Sears, Mechanic, Heat & Sond, Bab 5 dan Bab 11.

2.      Halliday dan Resnick, Fisika I, Bab 5.

Data percobaan :

Temperatur ruangan :        °C.

Garpu Penala I : Frekuensi =      Hz.

Pengukuran ke	Panjang kolom udara Nada dasar LD	Nada atas pertama L1	Nada atas kedua L2
1.
2.
3.
4.
5.
Rata – rata

`l_dasar     = 

`l_pertama =

`l_kedua    =

`l          =

`v =

Garpu penala II : Frekuensi =      Hz

Pengukuran ke	Panjang kolom udara Nada dasar LD	Nada atas pertama L1	Nada atas kedua L2
1.
2.
3.
4.
5.
Rata – rata

`l_dasar     = 

`l_pertama =

`l_kedua    =

`l          =

`v =

Garpu penala III : Frekuensi =      Hz

Pengukuran ke	Panjang kolom udara Nada dasar LD	Nada atas pertama L1	Nada atas kedua L2
1.
2.
3.
4.
5.
Rata – rata

`l_dasar     = 

`l_pertama =

`l_kedua    =

`l          =

`v =

Garpu penala IV : tidak diketahui frekuensinya

Pengukuran ke	Panjang kolom udara Nada dasar LD	Nada atas pertama L1	Nada atas kedua L2
1.
2.
3.
4.
5.
Rata – rata