laporan getaran dan gelombang fisika Universitas Halu Oleo

1. GELOMBANG TALI
A. PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari,sebenarnya kita sering melihat adanya
gelombang. Dimana gelombang ini adalah getaran yang merambat.
Didalam perambatanya tidak diikuti oleh perpindahan partikel-pratikel
perantaranya. Suatu golombang dapat dilihat panjangnya dengan
menghitung jarak antara lembah dan bukit (gelombang transversal). Dalam
klasifikasinya gelombang terbagi menjadi dua yaitu gelombang mekanik
dan gelombang elektromagnetik. Pada gelombang mekanik dapat dibagi
menjadi dua yaitu gelombang transversal dan gelombang logitudinal.
Gelombang memiliki besaran-besar fisis yaitu periode gelombang
merupakan waktu yang diperlukan untuk menempuh satu panjang
gelombang penuh, panjang gelombang ( ) merupakan jarak yang
ditempuh dalam waktu satu periode, cepat rambat gelombang )(v
merupakan jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu dan frekuesi
gelombang merupakan banyaknya gelombang yang terjadi tiap satuan
waktu.
Salah satu contoh gelombang adalah gelombang tali. Jika kita
menggoyangkan salah satu ujung tali dan ujung satunya tetap, suatu
gelomang yang kontinu akan merambat keujung yang tetap dan
dipantulkan kembali dengan terbalik. Pada saat kita menggetarkan tali

2. tersebut akan ada gelombang yang merambat di kedua arah dan gelombang
yang merambat keujung tetap akan berinterferensi dengan gelombang
pantulan yang kembali (Hidayati, 2013).
Untuk mengetahui bagaimana hubungan antara cepat rambat
gelombang dengan tegangan tali dan bagamana hubungan antara frekuensi
gelombang dengan panjang gelombang tali dan dapat diaplikasikan dalam
kehidupan sehari-hari.
2. Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dari percobaan gelombang tali ini adalah
sebagai berikut :
a. Untuk mempelajari hubungan antara cepat rambat gelombang dengan
gelombang tali.
b. Untuk mengetahui hubungan antara frekuesi gelombang dengan
panjang gelombang.
B. KAJIAN TEORI
Gelombang yang merambat adalah ganguan medium yang dapat
berlanjut dengan sendirinya, yang bergerak dari satu titik ke titik lainnya,
dengan membawa energi dan momentum. Gelomabng-gelombang mekanis
adalah fenomena penggumpalan yang munculdari gerakan partikel-partikel
penyusunnya. Gelombang bergerak maju, tetapi partikel-partikel dari
mediumnya hanya berisolasi di tempat. Sebuah gelombang ditimbulkan pada
tali pada Gambar 1.1. Melalui getaran sinusoidal tangan pada ujungnya.
Energi dibawah oleh gelombang sepanjang tali dari sumbernya kearah kanan.

3. Arah itu yaitu arah dari perpindahan energi, disebut arah perambatan
gelombang.
Gambar 1.1. Karakteristik gelombang kontinu satu frekuensi
Setiap partikel tali (seperti yang ada pada titik C) bergerak naik dan
turun, tegak lurus terhadap atah perambatan gelomang. Gelombang yang arah
getarannya tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang disebut
gelombang transversal. Gelombang-gelombang transversal yang umum,
selain yang ada pada tali adalah gelombang elektromagnetik (yaitu
gelombang cahaya dan radio). Sebaliknya, pada gelombang suara arah
getarannya adalah sejajar dengan arah perambatan gelombang. Gelombang
semacam ini disebut gelombang longitudinal (Bueche, 2006).
Gelombang adalah getaran yang merambat. Selain radiasi
elektromagnetik dan mungkin radiasi gravitasi yang bisa berjalan lewat
vakum, gelombang juga terdapat pada medium karena perubahan bentuk
dapat menghasilkan gaya memulihkan yang lentur dimana gelombang dapat
berjalan dan dapat memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa
mengakibatkan partikel medium berpindah secara permanen yaitu tidak ada

4. perpindahan secara permanen yaitu tidak ada perpindahan secara massal.
Berdasakan arah getarannya gelombang dapat dibagi menjadi dau yaitu
gelombang transversal dan gelombang logitudinal. Gelombang transversal
adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus terhadap arah rambatnya.
Sedangkan gelombang logitudinal adalah gelombang yang arah getarannya
sejajar atau berimpit dengan arah rambatanya (Nugroho, 2012).
Kecepatan gelombang v, adalah kecepatan dimana puncak gelombang
(atau bagian lain dari gelombang) bergerak. Kecepatan gelombang harus
dibedakan dari kecepatan partikel pada medium itu sendiri. Kecepatan
gelombang adalah ke kanan, sepanjang tali, sementara kecepatan partikel itu
tegk lurus terhadapnya.Sebuah puncak gelombang menempuh jarak satu
panjang gelombang, , dalam satu periode T. Dengan demikian kecepatan
gelombang sama dengan
T
v
T

 . Kemudian, karena f
T

1
maka fv  .
Kecepatan gelombang bergantung pada sifat medium di mana ia merambat.
Kecepatan gelombang pada tali terentang, misalnya, bergantung pada
tegangan tali, FT, dan pada massa tali per satuan panjang,
L
m
untuk
gelombang dengan amplitudokecil hubungan tersebut adalah :
L
m
F
v T
 ...........................................................(1.1)
(Giancoli, 2001).

5. C. METODE PRATIKUM
1. Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan pada percobaan gelombang tali
dapat dilihat pada Tabel 1.1 berikut :
Tabel 1.1 Alat dan Bahan Percobaan Gelombang Tali
No. Alat dan Bahan Fungsi
1. Catu daya Sebagai sumber tegangan
2. Tali pada roda Sebagai sumber amatan
3. Katrol berpenjepit Untuk menggantung beban
4. Ticker time Sebagai sumber getaran
5. Beban Sebagai pemberat
6. Mistar Untuk mengukur jarak
7. Kabel penghubung
merah dan hitam
Sebagai penghubung rangkaian
8. Neraca analitik Untuk mengukur massa tali
2. Prosedur Kerja
Prosedur kerja yang dilakukan pada praktikum percobaan gelombang
tali adalah sebagai berikut.
a. Merangkai alat seperti gambar berikut.
Gambar 1.2 Rangkaian Alat Percobaan Gelombang Tali
b. Menggantungkan beban 0,05 kg pada ujung tali.
c. Menghubungkan Ticker time dengan catu daya menggunakan kabel
penghubung.

6. d. Menghidupkan catu daya (on)
e. Mengeser-geser ticker time mendekati atau menjauhi katrol hingga
terbentuk gelombang diam dengan titik simpul yang tajam (jelas) pada
tali.
f. Meng-off-kan catu daya lalu mengukur panjang tali yang telah
membentuk gelombang (Ln) dan mencatat hasilnya pada tabel
pengamatan.
g. Mengulangi langkah d-f untuk beban 0,1 kg dan 0,15 kg
h. Mengulangi langkah a-g untuk tali ganda.
D. HASIL DAN PEMBAHASAN
1. Hasil
a. Data Pengamatan
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh data
pengamatan seperti pada Tabel 1.2 dan Tabel 1.3 berikut :
Tabel 1.2 Data Hasil Pengamatan Tali Tunggal
No
Massa
Beban (kg)
Massa Tali
(kg)
Panjang
Tali (m)
Banyak
Gelombang
Ln
(m)
1 0,5 0,00101 1,9 1,78 7
2 0,1 0,00101 1,9 1,66 5
3 1,15 0,00101 1,9 1,41 3
Tabel 1.3 Data Hasil Pengamatan Tali Ganda
No
Massa
Beban(kg)
Massa
Tali (kg)
Panjang
Tali (m)
Banyak
Gelombang
Ln
(m)
1 0,5 0,00148 1,35 1,34 7
2 0,1 0,00148 1,35 1,33 5
3 1,15 0,00148 1,35 1,24 4

7. b. Analisis Data
1) Menentukan panjang gelombang ( )
a) Panjang gelombang pada tali tunggal untuk massa benda 0,05 kg
n
Ln2

 
6
78.12

46.0 m
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada
Tabel 1.4 berikut :
Tabel 1.4 Analisis Data Penentuan Panjang Gelombang Pada Tali
Tunggal
b) Panjang gelombang tali ganda untuk massa benda 0,05 kg
n
Ln2

 
7
38.12

382857.0 m
No Mb (kg) Ln (m) n λ (m)
1 0,05 1,78 7 0,508571
2 0,1 1,66 5 0,664
3 0,15 1,41 3 0,94

8. Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada
Tabel 1.5 berikut :
Tabel 1.5 Analisis Data Penentuan Panjang Gelombang Pada Tali
Ganda
2) Menentukan cepat rambat gelombang
a) Cepat rambat gelombang pada tali tunggal untuk massa benda
0,05 kg
0L
Mt
gxMb
v 
= 9,1
00101,0
8,9.05,0
=
0005315,0
49,0
= 1316,832 m/s
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada
Tabel 1.6 berikut :
Tabel 1.6 Analis Data Penentuan Cepat Rambat Gelombang Tali
Tunggal
No Mb (kg) Mt (kg) L0 (m) g (m/s) v (m/s)
1 0,05 0,00101 1,9 9,8 1316,832
2 0,1 0,00101 1,9 9,8 1862,281
3 0,15 0,00101 1,9 9,8 2280,819
No Mb (kg) Ln (m) n λ (m)
1 0,05 1,34 7 0,382857
2 0,1 1,33 5 0,532
3 0,15 1,24 4 0,62

9. b) Cepat rambat gelombang pada tali ganda untuk massa benda
0,05 kg
0L
Mt
gxMb
v 
=
35,1
00148,0
8,9.05,0
=
001096,0
49,0
= 638,5135 m/s
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada
Tabel 1.7 berikut :
Tabel 1.7 Analis Data Penentuan Cepat Rambat Gelombang Tali
Tunggal
No Mb (kg) Mt (kg) L0 (m) g (m/s) v (m/s)
1 0,05 0,00148 1,35 9,8 638,5135
2 0,1 0,00148 1,35 9,8 902,9945
3 0,15 0,00148 1,35 9,8 1105,938
3) Menentukan frekuensi gelombang
a) Frekuensi gelombang pada tali tunggal untuk massa benda
0,05 kg

v
f 
=
508571,0
832,1316
=2589,276 Hz

10. Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada
Tabel 1.8 berikut :
Tabel 1.8 Analisis Data Penentuan Frekuensi Gelombang Tali
Tunggal
No Mb (kg) v (m/s) λ (m) f (Hz)
1 0,05 1316,832 0,382857 2589,276
2 0,1 1862,281 0,532 2804,64
3 0,15 2280,819 0,62 2426,904
b) Frekuensi gelombang pada tali ganda untuk massa beban 0,05 kg

v
f 
=
382857,0
5135,638
= 1667,759 Hz
Dengan cara yang sama untuk data selanjutnya dapat dilihat pada
Tabel 1.9 berikut :
Tabel 1.9 Analisis Data Penentuan Frekuensi Gelombang Tali
Ganda
No Mb (kg) v (m/s) λ (m) f (Hz)
1 0,05 638,5735 0,382857 1667,759
2 0,1 902,9945 0,532 1697,385
3 0,15 1105,938 0,62 1783,771
2. Pembahasan
Pada percobaan gelombang tali, dilakukan dua kali pengamatan.
Untuk pengamatan pertama dilakukan pada tali tunggal sebanyak tiga kali
dengan massa beban sebesar 0,05 kg , 0,1 kg dan 0,15 kg massa tali
sebesar 0,00101 kg panjang tali yang digunakan 1,82 m. Banyak
gelombang pada beban 0,05 kg sebanyak 7, pada beban 0,1 kg gelombang

11. yang dibentuk sebanyak 5 dan untuk beban 0,15 kg gelombang yang
terbentuk sebanyak 3. Untuk panjang tali setelah terbentuk gelombang
secara berturut-turut 1,78 m, 1,66 m dan 1,41 m.
Untuk perlakuan pertama pada tali tunggal dengan beban 0,05 kg
giperoleh panjang gelombang sebesar 0,008571 m, untuk beban 0,1 kg
diperoleh sebesar 0,664 m dan untuk beban 0,15 kg diperoleh sebesar 0,94
m. Untuk perlakuan kedua diperoleh cepat rambat gelombang secara
berturut-turut sebesar 1316,832 m/s, 1862,281 m/s dan 2080,819 m/s.
Untuk perlakuan ketiga diperoleh frekuesinya secara berturut-turut sebesar
2598,276 Hz, 2804,64 Hz dan 2426,904 Hz.
Untuk pengamatan kedua yaitu pada tali ganda dilakukan
sebanyak tiga kali perlakuan. Massa beban yang digunakan sama dengan
untuk tali tunggal yaitu 0,05 kg, 0,1 kg dan 0,15 kg dengan massa tali
0,00148 kg dan panjang tali 1,35 m. Untuk banyak gelombang yang
terbentuk pada tiap beban secara berturut-turut sebanyak 7, 5 dan 4
gelombang. Untuk panjang tali secara berturut-turut sebanyak 1,34 m, 1,33
m dan 1,24 m. Untuk perlakuan pertama diperoleh panjang gelombang
pada masing-masing beban secara berturut-turut sebesar 0,382857 m,
0,532 m dan 0,62 m. Pada perlakuan kedua diperoleh cepat rambat
gelombang secara berturut-turut sebesar 638,5130 m/s, 902,9945 m/s dan
1105,938 m/s. Untuk perlakuan ketiga diperoleh frekuensinya secara
berturut-turut sebesar 1667,759 Hz, 1697,358 hz dan 1783,771 Hz.

12. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan dapat dilihat bahwa
semakin besar beban yang digunakan maka panjang gelombang dan cepat
rambat gelombang semakin besar. Ini sesuai dengan teori dimana cepat
rambat gelombang berbanding lurus dengan tegangan tali. Dari percobaan
dapat dilihat bahwa massa beban tidak mempengaruhi frekuensi
gelombang , ini tidak sesuai dengan teori dimana semakin besar pajang
gelombangnya maka semakin kecil frekuensinya begitupula sebaliknya,
atau panjang gelombang berbanding terbalik dengan frekuensi gelombang.