Contoh percobaan melde

Percobaan Melde

GELOMBANG STASIONER

Tujuan
1. Mempelajari peristiwa gelombang stasioner pada tali

2. Menentukan cepat rambat gelombang dalam dawai

Alat-alat yang diperlukan

1. Vibrator

2. Seutas tali

3. Batang penggaris

4. Beban

Dasar Teori

Keseimbangan                                                

                                                                                                          

                                                                                   

   sedang bergerak

                         

                                                                                               

Karena digetarkan semua partikel akan bergerak keatas dengan kecepatan v_y ,ini dikarenakan impuls gaya F dalam waktu t adalah F_y.t , impuls sama dengan perubahan momentum (mv_y-0).

F_y.t = mv_y , hubungan F dan F_y didapat :

 =   Sehingga F_y = F

Impuls transversal F_yt = F   t

Momentum transversal adalah hasil kali masa dan keceptan transversal v_y , Massa dawai yang bergerak adalah hasil kali massa persatuan panjang  (  ) dan panjang v.t atau .v.t

Besar momentum transversal =

Impuls = perubahan momentum

 =   sehingga diperoleh

Laju rambat gelombang dalam tali :

Dimana :

 = laju perambatan gelombang tali [m/det]

F = tegangan tali [N]

µ = rapat massa linier tali [kg/m]

Bila seutas tali dengan tegangan tertentu digetarkan secara terus menerus maka akan terlihat suatu bentuk gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambat gelombang, gelombang ini dinamakan gelombang transversal. Jika pada ujung terikat, gelombang pada tali itu akan terpantul-pantul dan dapat menghasilkan gelombang stasioner yang tampak berupa simpul dan perut gelombang asalkan dipenuhi :

L = n                 n = 1,2,3

Yakni panjang tali (L) merupakan kelipatan bilangan bulat dari setengah panjang gelombangnya.

Bila gelombang pada tali itu mempunyai panjang gelombang 𝜆 dan frekuensi vibrator yang menimbulkannya f : Maka kecepatan gelombang v= f 𝜆

Kombinasi antara persamaan (2) dan (3) disebut persamaan Melde.

                                                                                                                     

Cara Kerja

1.       Susunlah rangkaian peralatan seperti gambar di atas.

2.       Tentukan dulu rapat linier tali yang dipakai (µ). Dengan mengukur panjang dan massanya

3.       Ukurlah massa beban ( F=mg )

4.       Getarkan vibrator untuk beban tertentu dan geser-geserkan kedudukan vibraotr (mengubah panjang tali) agar diperoleh paduan gelombang tali yang saling menguatkan (terjadi resonansi) dengan cacah simpul yang sebanyak-banyaknya.

5.       Ukurlah panjang tali yang bergetar dan hitunglah jumlah gelombangnya (n)

6.       Tentukan panjang gelombangnya

7.       Lakukan langkah diatas untuk beban yang berbeda-beda sebanyak 5 kali

Pertanyaan Pendahuluan

1.       Apakah yang dimaksud dengan arah rambat gelombang dan arah getar gelombang ?

a.          Jawab : Arah rambat gelombang yaitu arah gelombang yang merambat dari sisi kanan ke kiri maupun dari kiri ke kanan.

b.         Arah getar gelombang yaitu arah gelombang yang bergetar dari atas ke bawah maupun dari bawah ke atas, dalam percobaan ini digambarkan adanya bukit dan lembah pada gelombang.

2.       Tunjukkan bahwa rapat massa linier tali tidak tergantung pada panjang talinya ! Faktor apa saja yang mempengaruhinya ?

a.         Jawab : Rapat massa linear tali ditentukan dengan cara menimbang tali sepanjang-panjangnya menggunakan neraca.

b.        

Dari formula di atas, factor yang mempengaruhi rapat massa linier tali adalah massa tali per panjang tali.

3.       Bila massa beban ditambah, kondisi yang lain tetap, bagaimanakah pengaruhnya terhadap panjang gelombang, kecepatan rambatnya, dan amplitudo gelombangnya ?

Jawab : panjang gelombang bertambah, kecepatan rambat bertambah, amplitudo berkurang

4.       Bagaimana anda mengetahui bahwa telah tercapai keadaan resonansi pada percobaan tersebut ?

Jawab : jika sudah terlihat gelombang.

5.       Menurut anda apa maksudnya pengukuran jarak antar simpul gelombang dilakukan sejauh mungkin dari vibrator ?

Jawab : karena dimaksudkan untuk mengambil rata rata dari nilai itu.

Tugas Laporan Resmi

1.       Hitunglah cepat rambat gelombang pada tali dengan persamaan Melde !

2.       Hitunglah cepat rambat gelombang pada tali dengan persamaan gelombang !

3.       Bandingkan hasil-hasil cepat rambat  yang diperoleh untuk massa beban yang berbeda-beda !

4.       Buatlah grafik  terhadap m dan  terhadap panjang gelombang !

5.       Apa kesimpulan dari percobaan diatas ?

No	µ	F (mg)		𝜆	f
1	2,5 X 10-4  kg/m	1 X 10-1 N	2 X 10m/s	0,410 m	50	20,5 m/s
2	2,5 X 10-4  kg/m	2 X 10-1 N	X 10 m/s	0,578 m	50	28,9  m/s
3	2,5 X 10-4  kg/m	3 X 10-1 N	X 10 m/s	0,730 m	50	36,5 m/s
4	2,5 X 10-4  kg/m	4 X 10-1 N	4 X 10 m/s	0,800 m	50	40 m/s
5	2,5 X 10-4  kg/m	5 X 10-1 N	m/s	0,920 m	50	46 m/s

Grafik

Kesimpulan

Berdasarkan hasil percobaan diperoleh bahwa kecepatan merambat gelombang transversal pada dawai:

a) berbanding lurus dengan akar panjang kawat.

b)berbandung terbalik dengan akar massa kawat.

c) berbanding lurus dengan akar gaya tegangan kawat

d)berbanding terbalik dengan akar masa jenis kawat

e) berbanding terbalik dengan akar massa per satuan panjang kawat

f)  berbanding terbalik dengan akar luas penampang kawat.

Kesalahan mutlak

Δv =

      =

   

      =

      =

      =

      =     = 4,35

Kesalahan Relatif

x 100%

= x 100%

= 0,12 x 100%

=  12 %

LAPORAN KEGIATAN

PERCOBAAN MELDE

Oleh:

1.       Ahmad Chairul A                  (02)

2.      Danu Prastyo                         (08)

3.      Ginanjar P K                          (14)

4.     Wisnu Darmawan                  (31)

SMA NEGERI 2 PURWOREJO

Tahun Pelajaran 2013/2014