Eksperimen fisika dasar mengenai pengukuran kecepatan bunyi di udara dan frekuensi sumber bunyi dengan metode resonansi serta percobaan ayunan fisis untuk menentukan momen kelembaman pelat berlubang. Hasilnya adalah kecepatan bunyi 346 m/s, frekuensi sumber bunyi 1048 Hz, dan momen kelembaman 8,302 kg m2 dengan ketidakpastian 1,902 kg m2.
1. Percobaan Fisika Dasar
Nama : Nanang Suwandana
NIM : 12/331632/PA/14792
1. Percobaan Pengukuran Kecepatan Bunyi
di Udara dengan Metode Resonansi (M.I.5)
2. Percobaan Ayunan Fisis (M.I.6)
2. Pengukuran Kecepatan Bunyi di
Udara dengan Metode Resonansi
(M.I.5)
Tujuan Percobaan :
Menentukan kecepatan
bunyi di udara
Menentukan frekuensi
sumber bunyi
3. Langkah Kerja Percobaan Menentukan
Kecepatan Bunyi di Udara
Percobaan 1 (menentukan kecepatan bunyi di
udara) :
Garpu penala dipilih mulai dari frekuensi terkecil atau
terbesar untuk percobaan
Garpu penala yang telah dipilih frekuensinya terlebih
dahulu dipukul dengan pemukul kayu dan dipegang
diatas mulut tabung
Tabung resonansi ditarik keatas perlahan sampai
terdengar dengung keras. Tabung dijepit pada
kedudukan resonansi tersebut
Dikur panjang kolom pada resonansi pertama
tersebut
Diukur langkah nomor 4 dengan nilai frekuensi pada
garpu penala yang berbeda.
4. Data Percobaan Menentukan Kecepatan
Bunyi di Udara (Percobaan 1)
1/f (x) l(y)
0.001953125 0.174
0.002344116 0.211
0.002929974 0.25
0.003472222 0.306
5. Grafik Percobaan Kecepatan Bunyi
di Udara
y = 8648,28x + 0,009
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0 0.001 0.002 0.003 0.004
Series1
Linear (Series1)
Grafik l vs 1/f
6. Perhitungan dalam Menentukan
Kecepatan Bunyi di Udara
m= (y2-y1)/(x2-x1)
= (30,6 – 17,4)/(0,00347-0,00195)
= 13,2/0,00152
= 8648,21
v = mx4
= 8648,28x4
= 34592,8 cm/s
= 345,928 m/s
= 346 m/s
7. Perhitungan dalam Menentukan
Kecepatan Bunyi di Udara
∆m = 3 mm
= 0,003 m
∆m = ∆v x 4
∆v = ∆mx4
= 0,003x4
= 0,012 m/s
Sehingga nilai dari v ∆v adalah 346
0,012 m/s
8. Langkah Kerja Percobaan
Menentukan Frekuensi Sumber
Bunyi
Percobaan 2 (menentukan frekuensi sumber bunyi) :
Tabung resonansi diturunkan serendah mungkin
kemudian suhu kamar dicatat
Corong pengeras (loudspeaker) dihubungkan
dengan tabung resonansi pada nilai frekuensi
tertentu
Tabung resonansi ditarik keatas secara perlahan
sampai terdengar dengung yang keras. Tabung
dijepit pada kedudukan resonansi yang pertama
Pada keadaan resonansi tersebut diukur panjang
kolom udara yaitu jarak antara mulut tabung sampai
permukaan air (ln)
Diulangi langkah nomor 4 untuk beberapa orde
resonansi
10. Grafik Percobaan Frekuensi
Sumber Bunyi
y = 0,165x - 0,096
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 1 2 3 4 5 6
y
Series2
Linear (Series2)
Grafik ln vs orde
resonansi (n)
11. Perhitungan dalam Menentukan
Frekuensi Sumber Bunyi
m= (y2-y1)/(x2-x1)
= (0,74 – 0,08)/(5-1)
= 0,66/4
= 0,165
m = v/2f
f = v/2m
= 346/(2x0,165)
= 1048,48 Hz
12. Perhitungan dalam Menentukan
Frekuensi Sumber Bunyi
∆m = 2 mm
∆f = √(2x ∆m/v)^2 + (2xmx∆v/v^2)
= √ (2x 0,002/346)^2 + (2x0,165x0,012/346^2)
= √3,321 x 10⁻8
=0,000182 Hz
Sehingga nilai dari f ∆f adalah 1048,48
0,000182 Hz
13. Kesimpulan
Frekuensi berbanding terbalik dengan l1 (panjang kolom udara)
Semakin besar nilai frekuensi maka nilai l1 (panjang kolom udara)
akan semakin kecil dan sebaliknya
Semakin besar nilai 1/f maka nilai ln akan semakin besar
Orde resonansi (n) berbanding lurus dengan ln (panjang kolom
udara)
Semakin besar nilai n maka nilai ln juga akan semakin besr dan
sebaliknya
Dari grafik diketahui bahwa nilai 1/f berbanding lurus dengan l dan
n berbanding lurus dengan ln.
Grafik yang dihasilkan berupa grafik linear
Hasil perhitungannya adalah:
a. Menentukan kecepatan bunyi di udara
v ∆v= 346 0,012 m/s
b. Menentukan frekuensi sumber bunyi
f ∆f= 1048,48 0,00082 Hz
14. Percobaan Ayunan Fisis (M.I.6)
Tujuan percobaan :
Menentukan momen
kelembaman (inersia) pelat
berlubang
Dapat menganalisa grafik non
linear
15. Langkah Kerja Percobaan Ayunan
Fisis
Prosedur percobaan:
Ditambahakan massa beban m1 dan m2
kemudian digantungkan sistem fisis pada
tumpuan melalui lubang tumpuan
Sistem fisis disimpangkan dengan sudut yang
telah diatur kemudian dilepaskan sehingga
akan terjadi osilasi
Diukur waktu untuk 10 kali osilasi dengan
menggunakan stopwatch
Dipindahkan pada lubang tumpuan yang lain
dan diulangi seperti langkah 2 dan 3
Data yang diperoleh disajikan dalam tabel
18. Tmax^2 = (∏ Rmin^2/g) ((Io max/Mrmin^2)+1)
1,8+0,1 = (3,14x(0,146)^2)/9,78 ((Io/0,141(0,152)+1)
1,9 = (0,00684/0,03)Io max + 0,0725/9,78
1,893 = 0,228 Io max
Io max = 8,302 kg m^2
∆Io = (Io max- Io)
= 8,302 – 6,4
= 1,902 kg m^2
Io = (Io + ∆Io)
= 6,4 + 1,902
= 8,302 kg m^2
Sehingga diperoleh nilai Io ∆Io sebesar 8,302
1,902 kg m^2
19. Kesimpulan
Pusat massa suatu benda tegar yang
dihunakan berada di tengah
Gerak pada benda ayunan fisis merupakan
gerak gerak harmonis sederhana jika sudut
simpangan yang digunakan kecil
Grafik yang dihasilkan berupa grafik non
linear
Berdasar pada grafik, ketika berada di
pusat massa maka tidak terjadi osilasi
Momen inersia dari benda tersebut atau Io
∆Io sebesar 8,302 1,902 kg m^2