LAPORAN PRAKTIKUM
GELOMBANG DAN OPTIK
“CEPAT RAMBAT BUNYI DI
UDARA”
Disusun
Oleh :
Kelompok
4
Shantie
Pramitha Agyofannyngrum (13030654042/
PIB 13)
Devi
Nadiya W (13030654062/
PIB 13)
Tryas
Ngudi Lestari (13030654075/
PIB 13)
PROGRAM STUDI S1 PENDIDIKAN IPA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA
2015
ABSTRAK
Kami telah melakukan
percobaan “Cepat Rambat Bunyi di Udara” pada hari Kamis, 22 Oktober 2015 di
Laboratorium Pendidikan IPA Universitas Negeri Surabaya. Tujuan dari percobaan
ini adalah untuk menentukan
cepat rambat bunyi di udara dengan menggunakan resonansi bunyi pada pipa
terbuka dan tertutup. Metode yang kami gunakan yaitu memasang aplikasi Pro Audio Tone Generator pada
handphone sebagai sumber bunyi, menghubungkan handphone dengan aplikasi Pro
Audio Tone Generator dengan speaker, meletakkan speaker pada salah satu
ujung pipa (terbuka dan tertutup), meletakkan ujung pipa lainnya didekat
telinga, mengatur frekuensi pada aplikasi Pro Audio Tone Generator
sampai terjadi resonansi (f), mengukur diameter dan panjang pipa (terbuka dan
tertutup), mentukan panjang gelombang bunyi (λ), dan menentukan cepat rambat
gelombang bunyi di udara (v). Variabel yang dimanipulasi yaitu jenis pipa (pipa terbuka dan
tertutup), variabel respon yaitu cepat rambat bunyi di udara, serta variabel
kontrol yaitu speaker, handphone dengan aplikasi Pro Audio Tone Generator,
dan panjang pipa. Berdasarkan percobaan dengan menggunakan jenis dan ukuran
pipa yang berbeda didapatkan frekuensi resonansi dan cepat rambat bunyi di
udara yang berbeda. Percobaan pada pipa tertutup kecil dengan panjang pipa 25 cm dan diameter 2,8 cm dihasilkan
cepat rambat bunyi rata-rata 351,6 m/s. Pada pipa tertutup besar dengan panjang
pipa 30 cm dan diameter 4,3 cm dihasilkan cepat rambat bunyi rata-rata 280,6
m/s. Pada pipa terbuka kecil dengan panjang pipa 50 cm dan diameter 2,7 cm dihasilkan
cepat rambat bunyi rata-rata 328,8 m/s. Pada pipa terbuka besar dengan panjang
pipa 100 cm dan diameter 4,5 cm dihasilkan cepat rambat bunyi rata-rata 168,4
m/s. Dalam percobaan ini diperoleh taraf ketelitian sebesar 99,97%. Jadi, hasil
percobaan tersebut dapat dikatakan valid. Dari hasil tersebut dapat disimpulkan
bahwa hasil percobaan yang kami lakukan tidak
sesuai dengan hipotesis dimana cepat rambat bunyi pada pipa
terbuka lebih besar dari pada pipa tertutup karena hasil yang kami peroleh pada
pipa tertutup cepat rambat bunyinya lebih besar dari pada pipa terbuka. Adapun faktor yang menyebabkan adanya perbedaan yaitu
dikarenakan ketidaktelitian kami dalam
menentukan frekuensi tertinggi pada aplikasi PA Tone dan mendengarkan resonansi pada pipa yang dikeluarkan
Handphone dengan aplikasi Pro Audio Tone Generator sehingga frekuensi
yang dihasilkan kurang sesuai dan mempengaruhi cepat rambat bunyi yang
dihasilkan.
DAFTAR ISI
HALAMAN
JUDUL...........................................................................................1
ABSTRAK...........................................................................................................2
DAFTAR
ISI.......................................................................................................3
BAB
I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang..............................................................................5
1.2. Rumusan Masalah.........................................................................5
1.3. Tujuan...........................................................................................6
1.4. Hipotesis.......................................................................................6
BAB
II KAJIAN PUSTAKA
2.1. Gelombang...................................................................................7
2.2. Bunyi............................................................................................7
2.2.1. Sumber Bunyi....................................................................8
2.2.2. Pendengar..........................................................................8
2.2.3. Medium Perambatan Bunyi...............................................9
2.3. Cepat
Rambat Gelombang Bunyi di Udara.................................9
2.4. Resonansi
Bunyi Pada Pipa Organa............................................10
2.4.1. Pipa Organa Terbuka.........................................................10
2.4.2. Pipa Organa Tertutup........................................................11
BAB
III METODE PERCOBAAN
3.1. Alat dan Bahan............................................................................12
3.2. Rancangan Percobaan..................................................................12
3.3. Variabel Percobaan dan
Definisi Operasional Variabel...............12
3.4. Langkah
Percobaan......................................................................13
3.5. Alur Percobaan.............................................................................14
BAB
IV DATA DAN ANALISIS
4.1. Data..............................................................................................15
4.2. Analisis.........................................................................................15
4.3. Pembahasan..................................................................................16
4.4. Grafik...........................................................................................18
4.5.
Diskusi.........................................................................................19
BAB
V PENUTUP
5.1. Kesimpulan..................................................................................23
5.2. Saran............................................................................................24
DAFTAR
PUSTAKA........................................................................................25
TARAF
KETELITIAN......................................................................................26
LAMPIRAN
FOTO...........................................................................................27
LAMPIRAN
HITUNG......................................................................................28
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Bunyi dihubungkan dengan indera pendengaran kita
yaitu telinga. Istilah bunyi juga merujuk pada sensasi fisik yang merangsang
telinga kita yaitu, gelombang longitudinal. Syarat terjadinya bunyi ada
tiga, yang pertama harus ada sumber bunyi dan seperti halnya dengan semua
gelombang, sumber bunyi merupakan benda yang bergetar. Kedua, energi
dipindahkan dari sumber dalam bentuk gelombang bunyi longitudinal melalui
medium, dan ketiga bunyi dideteksi oleh telinga atau alat yang menerima. Jadi,
bunyi merupakan gelombang longitudinal yang memerlukan medium dalam
perambatannya.
Salah satu medium untuk perambatan bunyi adalah
udara. Salah satu sumber bunyi yaitu alat-alat musik seperti pipa organa. Jika pipa organa ditiup, maka udara-udara dalam pipa akan bergetar sehingga
menghasilkan bunyi. Kolom udara dapat beresonansi, artinya dapat
bergetar.
Ada dua jenis pipa organa, yaitu pipa organa terbuka dan tertutup. Pipa organa terbuka berarti kedua ujungnya terbuka dan pipa
organa tertutup berarti salah satu ujungnya tertutup dan ujung
lain terbuka. Saat merambat, bunyi mempunyai cepat rambat bunyi. Cepat rambat
bunyi berbeda-beda berdasarkan mediumnya. Oleh karena itu, kami melakukan
percobaan ini untuk menentukan cepat rambat bunyi di udara dengan menggunakan
resonansi bunyi pada pipa terbuka dan tertutup.
1.2. Rumusan Masalah
Berdasarkan
latar belakang di atas, maka kami memperoleh rumusan masalah sebagai berikut :
1.2.1.
Bagaimana pengaruh resonansi bunyi pada pipa terbuka dan tertutup terhadap
cepat rambat bunyi di udara?
1.3. Tujuan
Tujuan dari
percobaan ini adalah untuk menentukan cepat rambat bunyi di udara dengan
menggunakan resonansi bunyi pada pipa terbuka dan tertutup.
1.4. Hipotesis
1.4.1.
Cepat rambat bunyi yang dihasilkan pada pipa terbuka lebih besar daripada cepat
rambat bunyi yang dihasilkan pada pipa tertutup.
BAB II
KAJIAN
PUSTAKA
2.1. Gelombang
Gelombang merupakan suatu getaran
(gangguan) yang merambat. Sedangkan getaran itu sendiri merupakan gerakan
bolak-balik dalam suatu interval waktu tertentu. Gelombang berbeda dengan
materi. Selama perambatannya (selama menjalar), gelombang hanya memindahkan
energi, sementara materi selama berpindah selalu memindahkan massa dan
energinya.
Berdasarkan medium rambatnya,
gelombang terbagi atas gelombang mekanis dan gelombang elektromagnetik.
Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang dapat merambat baik melalui
medum maupun tanpa medium. Sedangkan gelombang mekanis ialah gelombang yang
hanya dapat merambat melalui medium. Gelombang mekanis biasanya merambat
melalui media elastis, seperti gas, zat padat, ataupun zat cair. Media elastis
ialah suatu medium yang dapat mengalami deformasi.
Sedangkan berdasarkan arah getar dan
arah rambatnya gelombang diklasifikasikan menjadi dua, yaitu gelombang
transversal dan longitudinal. Gelombang tranversal merupakan gelombang yang
arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatnya. Satu gelombang terdiri dari
satu bukit dan satu lembah. Sedangkan gelombang longitudinal adalah gelombang
yang arah getarnya searah dengan rambatannya. Contoh gelombang mekanik dan
gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi.
2.2. Bunyi
Bunyi adalah peristiwa yang
ditimbulkan oleh getaran benda yang merambat melalui medium dengan kecepatan
tertentu. Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang bergetar merambat ke segala
arah. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga
menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain meregang, sehingga
menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah
secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Gelombang
bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia. Bunyi/ suara dapat terdengar
karena adanya getaran yang menjalar ke telinga pendengar. Getaran yang menjalar
ini menyebabkan perubahan tekanan pada selaput pendengaran manusia akibat dari
penjalaran gelombang mekanik. Saat sampai di selaput gendang telinga, getaran
ini diubah menjadi denyut listrik yang akan dilaporkan ke otak melalui urat
syaraf pendengaran.
Terdapat 3 aspek terjadinya bunyi,
yaitu adanya sumber bunyi, medium yang merambatkan bunyi dan adanya penerima
yang berada di alam jangkauan sumber bunyi (Hardiwiyono, 2012).
2.2.1. Sumber Bunyi
Sumber bunyi merupakan benda-benda yang bergetar dan
menghasilkan suara merambat melalui medium atau zat perantara hingga dapat
terdengar. Sumber bunyi berhubungan erat dengan frekuensi bunyi. Frekuensi
bunyi adalah banyaknya gelombang bunyi setiap detik. Semakin besar frekuensi
gelombang bunyi, berarti, semakin banyak pula pola rapatan dan renggangan
sehingga bunyinya akan terdengar semakin nyaring (nadanya lebih tinggi).
Berdasarkan frekuensinya, bunyi dapat digolongkan menjadi tiga :
a.
Infrasonik
: bunyi yang frekuensinya di bawah 20 Hz
b.
Audiosonik :
bunyi yang frekuensinya antara 20-20.000 Hz
c.
Ultrasonik
: bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz
2.2.2. Pendengar
Pendengar merupakan objek yang dikenai oleh gelombang
suara (gelombang bunyi). Suara yang di hasilkan elemen tersebut bergetar ke
depan dan merenggangkan udara sewaktu bergerak ke belakang. Udara kemudian
mentransmisikan gangguan-gangguan yang ke luar dari sumber tersebut sebagai
gelombang. Sewaktu memasuki telinga, gelombang-gelombang ini menimbulkan
sensasi bunyi.
2.2.3. Medium Perambatan Bunyi
Gelombang-gelombang bunyi, jika tidak dirintangi, akan
menyebar di dalam semua arah dari sebuah sumber (gelombang bunyi bersifat tiga
dimensi), tapi agar lebih sederhana akan dibahas penjalaran dalam satu dimensi
saja. Cepat rambat bunyi berbeda-beda untuk setiap material, yang menjadi
medium perambatan gelombang. Di udara yang bersuhu 0oC dan
bertekanan 1 atm, bunyi merambat dengan kecepatan 331 m/s.
Tabel 2.1 Laju bunyi
diberbagai materi, pada suhu 20 oC dan tekanan 1 atm.
|
Materi
|
Laju (m/s)
|
|
Udara 0oC
|
331
|
|
Udara
|
340
|
|
Hielium
|
1005
|
|
Hidrogen
|
1300
|
|
Air
|
1440
|
|
Air Laut
|
1560
|
|
Besi dan
Baja
|
5000
|
|
Kaca
|
4500
|
|
Alumunium
|
5100
|
|
Kayu Keras
|
4000
|
(Giancoli,
2001:408)
2.3. Cepat Rambat Gelombang Bunyi di
Udara
Bunyi mempunyai cepat rambat yang
terbatas. Bunyi memerlukan waktu untuk berpindah. Cepat rambat bunyi sebenarnya
tidak terlampau besar. Cepat rambat bunyi jauh lebih kecil dibadingkan dengan
cepat rambat cahaya. Karena bunyi termasuk gelombang, cepat rambat bunyi juga
memenuhi persamaan cepat rambat gelombang. Cepat rambat gelombang bunyi
berkaitan dengan jarak dan waktu, dimana cepat rambat bunyi didefinisikan
sebagai jarak sumber bunyi ke pendengar dibagi dengan selang waktu yang
dibutuhkan bunyi untuk sampai ke pendengar, yang secara matematis dapat ditulis
sebagai berikut:
v = s / t
Cepat rambat bunyi di udara
dipengaruhi oleh kondisi udara, terutama suhu dan tekanan udara. Besarnya cepat
rambat bunyi di udara yang dipengaruhi oleh suhu dinyatakan dengan persamaan :
v = 331 +
0,6.T (rumus Miller).
Dalam medium udara, bunyi mempunyai
sifat khusus, antara lain :
2.3.1 Cepat rambat
bunyi tidak tergatung pada tekanan udara, artinya jika terjadi perubahan
tekanan udara, sepat rambat bunyi tidak akan berubah.
2.3.2 Cepat rambat bunyi bergantung
pada suhu. Makin tinggi suhu udara, makin besar cepat rambat bunyi (Afriza,
2011).
2.4. Resonansi Bunyi Pada Pipa Organa
Salah satu sifat bunyi adalah dapat
bersonansi. Resonansi adalah ikut bergetarnya molekul udara dalam kolom udara
akibat getaran benda, dalam beberapa alat musik akan menimbulkan efek bunyi
yang merdu. Peristiwa resonansi dapat terjadi pada pipa organa. Jika sumber
bunyi gitar adalah getaran senarnya, maka sumber bunyi pipa organa adalah kolom
udara.
Pipa organa adalah sebuah elemen
penghasil suara. Pipa tersebut akan beresonansi (mengeluarkan suara) pada nada
tertentu ketika ada aliran udara yang ditiupkan pada tekanan tertentu. Pipa
organa dibedakan menjadi dua yaitu : (1) pipa organa terbuka dan (2) pipa
organa tertutup.
2.4.1. Pipa Organa
Terbuka
Pipa organa terbuka adalah sebuah kolom udara yang
kedua ujung penampangnya terbuka. Jika pipa organa ditiup, maka udara-udara
dalam pipa akan bergetar sehingga menghasilkan bunyi. Gelombang yang terjadi
merupakan gelombang longitudinal. Kolom udara dapat beresonansi, artinya
dapat bergetar.
 |
Gambar 2.1 Nada Dasar
Pada Pipa Terbuka
Sumber: cikasiska.blogspot.com
|
|
2.4.2. Pipa Organa Tertutup
Pipa organa tetutup adalah sebuah
kolom udara yang salah satu ujungnya tertutup dan ujung yang lain terbuka. Pada
ujung pipa tertutup, udara tidak bebas bergerak, sehingga pada ujung pipa
selalu terjadi simpul.
Persamaan pada pipa organa tertutup adalah sebagai
berikut :
|
|
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1. Alat
dan Bahan
1.
Handphone dengan aplikasi Pro Audio Tone Generator
1 buah
2.
Speaker
1 buah
3.
Pipa terbuka (kecil dan
besar)
2 buah
4.
Pipa terutup (Gelas ukur besar dan
kecil)
2 buah
3.2. Rancangan
Percobaan
|
|||
 |
|||
|
 |
|
Gambar 3.1. Rancangan
Percobaan Cepat Rambat Bunyi di Udara
3.3. Variabel
Percobaan dan Definisi Operasional Variabel
1. Variabel Manipulasi :
Jenis pipa (terbuka dan
tertutup)
Definisi Operasional : Pada percobaan
ini jenis pipa dibuat berbeda yaitu pipa terbuka dan pipa tertutup. Pipa organa merupakan semua pipa yang dalamnya berongga, terdapat dua jenis yaitu pipa organa terbuka berarti kedua ujungnya
terbuka dan pipa organa tertutup berarti salah satu ujungnya tertutup dan
ujung lain terbuka.
2. Variabel Respon : Cepat rambat bunyi di udara.
Definisi Operasional : Pada
percobaan ini akan diperoleh panjang gelombang dan frekuensi maka dari dua hal
tersebut diperoleh cepat rambat gelombang. Cepat
rambat bunyi diudara adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang bunyi setiap
satu satuan waktu pada medium udara.
3. Variabel Kontrol : Speaker, Hp dengan aplikasi pro Audio
Tone generator, panjang pipa.
Definisi Operasional :
Pada
percobaan ini yang dibuat sama yaitu panjang pipa terbuka dan tertutup, speaker yang digunakan untuk
mengeraskan suara, kemudian hp dengan frekuensi yang sama. Speaker adalah perangkat keras yang berfungsi
mengeluarkan suara. Handphone dengan aplikasi
Pro Audio Tone Generator merupakan sumber bunyi yang yang dapat
diubah frekuensinya.
3.4. Langkah
Percobaan
1.
Memasang aplikasi Pro Audio Tone Generator pada
handphone sebagai sumber bunyi.
2.
Menghubungkan handphone dengan aplikasi Pro Audio
Tone Generator dengan speaker.
3.
Meletakkan speaker pada salah satu ujung pipa (terbuka
dan tertutup).
4.
Meletakkan ujung pipa lainnya didekat telinga.
5.
Mengatur frekuensi pada aplikasi Pro Audio Tone
Generator sampai terjadi resonansi.
6.
Mengukur diameter dan panjang pipa (terbuka dan
tertutup).
7.
Mentukan panjang gelombang bunyi.
8.
Menentukan cepat rambat gelombang bunyi di udara.
9.
Mengulang poin 1-8 sebanyak 3x percobaan pada pipa
terbuka dan tertutup.
|
 |
|||
|
|||
|
 |
BAB IV
DATA DAN
ANALISIS
4.1. Data
Tabel 4.1 Hasil Percobaan Cepat Rambat Bunyi di Udara
|
No
|
Jenis Pipa
|
(D±0,1)
cm
|
(f resonansi±0,1)
Hz
|
(L± 0,1)
cm
|
(λ±1,0)
m
|
(V±1,0)
m/s
|
|
1
|
Pipa
tertutup (kecil)
|
2,8
|
350,3
|
25
|
1,0
|
350,3
|
|
351,8
|
351,8
|
|||||
|
352,6
|
352,6
|
|||||
|
2
|
Pipa
tertutup (besar)
|
4,3
|
280,7
|
30
|
1,2
|
336,8
|
|
280,6
|
336,7
|
|||||
|
280,5
|
336,6
|
|||||
|
3
|
Pipa
Terbuka
(kecil) |
2,7
|
328,7
|
50
|
1,0
|
328,7
|
|
329,0
|
329,0
|
|||||
|
328,8
|
328,8
|
|||||
|
4
|
Pipa
Terbuka
(besar) |
4,5
|
169,5
|
100
|
2,0
|
339,0
|
|
168,3
|
336,6
|
|||||
|
167,5
|
335,0
|
4.2.
Analisis
Pada percobaan cepat rambat bunyi di
udara ini dilakukan dengan menggunakan 2 jenis pipa yang berbeda yaitu terbuka
dan tertutup yang masing-masing dilakukan sebanyak 3 kali dengan memanipulasi
ukuran (diameter) masing-masing pipa dalam setiap percobaan. Cepar
rambat bunyi di udara diperoleh dari persamaan v = λ x f. Pada teori ditetapkan bahwa cepat rambat bunyi di udara adalah 343 m/s.
Berdasarkan percobaan pertama dengan menggunakan pipa tertutup (kecil), diperoleh cepat rambat bunyi
sebesar 350,3 m/s, 351,8 m/s
dan 352,6 m/s. Hasil yang diperoleh melalui percobaan dengan teori memiliki
perbedaan dimana pada percobaan cepat rambat bunyi di udara hasilnya melebihi
dari ketetapan secara teori yaitu 343 m/s.
Pada percobaan kedua dengan menggunakan pipa tertutup (besar), diperoleh cepat rambat bunyi
sebesar 336,8 m/s, 336,7 m/s
dan 336,6 m/s. Hasil yang diperoleh melalui percobaan dengan teori memiliki
perbedaan namun tidak terlalu jauh dari ketetapan secara teori yaitu 343 m/s.
Pada percobaan ketiga dengan menggunakan pipa terbuka (kecil), diperoleh cepat rambat bunyi
sebesar 328,7 m/s, 329,0 m/s
dan 328,8 m/s. Hasil yang diperoleh melalui percobaan dengan teori memiliki
perbedaan dimana hasilnya dibawah dari ketetapan secara teori yaitu 343 m/s.
Pada percobaan keempat dengan menggunakan pipa terbuka (besar), diperoleh cepat rambat bunyi
sebesar 339,0 m/s, 336,6 m/s
dan 335,0 m/s. Hasil yang diperoleh melalui percobaan dengan teori memiliki
perbedaan dimana hasilnya dibawah dari ketetapan secara teori yaitu 343 m/s.
Dari
analisis tersebut maka dapat dinyatakan bahwa pada percobaan kedua, ketiga dan
keempat diperoleh hasil perhitungan cepat rambat bunyi di udara hasilnya
dibawah dari ketetapan cepat rambat bunyi di udara secara teoriti. Sedangkan
pada percobaan pertama diperoleh hasil perhitungan cepat rambat bunyi di udara
hasilnya melebihi dari ketetapan cepat rambat bunyi di udara secara teoritis.
4.3.
Pembahasan
Dari hasil
analisis yang diperoleh maka dapat
diketahui bahwa hasil
percobaan yang telah dilakukan
terdapat ketidak sesuaian dengan teori dimana seharusnya pada pipa tertutup besar dengan
diameter lebih besar cepat rambat bunyinya lebih besar daripada pipa tertutup
kecil, namun hasil yang kami peroleh sebaliknya yaitu pipa
tertutup kecil cepat rambat bunyinya lebih besar. Sedangkan pada pipa tebuka yang
diameternya lebih besar cepat rambatnya lebih besar daripada pipa terbuka yang
diameternya lebih kecil, pada percobaan ini hasilnya sudah
sesuai dengan teori.
Secara teori pada
pipa tertutup frekuensinya lebih besar daripada pipa terbuka tetapi cepat
rambatnya lebih kecil, hal tersebut terjadi karena selalu ada simpangan simpul
tertutup di ujung tertutup (karena udara tidak bebas untuk bergerak) dan simpul
terbuka di ujung terbuka (di mana udara dapat bergerak bebas) (Giancoli, 2001). Sehingga cepat rambat bunyi pada
pipa tertutup lebih kecil daripada pipa terbuka. Namun pada
percobaan yang kami lakukan pada pipa tertutup frekuensi dan cepat rambat
bunyinya juga lebih besar. Jadi dari hasil
percobaan yang kami lakukan tidak sesuai dengan hipotesis yang kami gunakan dimana cepat
rambat bunyi pada pipa terbuka lebih besar dari pada pipa tertutup karena hasil
yang kami peroleh pada pipa tertutup cepat rambat bunyinya lebih besar dari
pada pipa terbuka, namun jika ditinjau dari teori frekuensinya sudah sesuai.
Dari hasil
percobaan yang dilakukan juga terdapat ketidak sesuaian hasil perhitungan cepat
rambat bunyi di udara dengan hasil secara teoritis dimana pada percobaan kedua,
ketiga dan keempat diperoleh hasil perhitungan cepat rambat bunyi di udara
hasilnya dibawah dari ketetapan cepat rambat bunyi di udara secara teoritis.
Sedangkan pada percobaan pertama diperoleh hasil perhitungan cepat rambat bunyi
di udara hasilnya melebihi dari ketetapan cepat rambat bunyi di udara secara
teoritis. Sehingga dari ketidaksesuai yang diperoleh maka terdapat faktor yang
mempengaruhi adanya perbedaan hasil secara perhitungan dan hasil teoritis.
Adapun
faktor yang menyebabkan adanya perbedaan yaitu dikarenakan cepat rambat bunyi berbeda-beda untuk
setiap material yang
menjadi medium perambatan gelombang. Pada gas, cepat rambat bunyi sangat
bergantung pada temperatur. Di udara yang bersuhu 0oC dan
bertekanan 1 atm, bunyi merambat dengan cepat rambat bunyi 331 m/s (Giancoli,
2012). Berdasarkan teori, cepat rambat bunyi di udara meningkat sebesar
0,60 m/s
untuk setiap kenaikan temperatur 10C. v = (331+0,60T) m/s (Rumus Miller) dimana T
merupakan temperatur dalam 0C. Jika T
dianggap sebesar (T= 200C) maka cepat rambat bunyi di udara dengan suhu 20oC yaitu, v = 3310+0,6
(20) = 343 m/s. Namun pada
saat praktikum dilakukan temperatur tidak diketahui sehingga ketetapan cepat
rambat bunyi di udara yang di gunakan yaitu pada udara (200C).
Taraf ketelitian hasil perhitungan cepat
rambat bunyi di udara yaitu sebesar ± 99,97%.
Selain itu
juga dipengaruhi oleh ketidak telitian kami dalam menentukan frekuensi
tertinggi pada aplikasi PA Tone sehingga di peroleh hasil yang berbeda-beda dan
juga kurang fokusnya praktikan dalam mendengarkan
resonansi pada pipa yang dikeluarkan Handphone dengan aplikasi Pro
Audio Tone Generator sehingga frekuensi yang dihasilkan kurang valid
dan mempengaruhi cepat rambat bunyi yang dihasilkan.
4.4.
Grafik
Grafik
1. Diagram pengaruh jenis dan diameter pipa terhadap frekuensi.
Dari grafik dapat di ketahui bahwa pengaruh jenis pipa
terhadap frekuensi yaitu pada pipa tertutup lebih besar dari pada pipa terbuka.
Sedangkan pengaruh diameter pipa terhadap frekuensi yaitu semakin besar diameter
frekuensinya semakin menurun. Hal ini sudah sesuai dengan teori yang ada.
Grafik
2. Diagram pengaruh jenis dan diameter pipa terhadap cepat rambat bunyi.
Dari grafik dapat di ketahui bahwa pengaruh jenis pipa
terhadap cepat rambat bunyi yaitu pada pipa tertutup lebih besar dari pada pipa
terbuka. Sedangkan pengaruh diameter pipa terhadap cepat rambat bunyi yaitu
semakin besar diameter cepat rambat bunyinya semakin menurun pada pipa
tertutup, namun pada pipa terbuka semakin besar diameter cepat rambat bunyinya
semakin meningkat. Pada pipa terbuka sudah sesuai dengan teori yang ada, namun
pada pipa tertutup tidak sesuai dengan teori karena seharusnya semakin besar
diameter cepat rambat bunyinya semakin meningkat.
4.5.
Diskusi
1.
Lakukan
analisis deskriptif (rata-rata dan simpangan baku) harga v pada 2 cara
pengukuran tersebut.
Pada hasil percobaan terdapat ketidak sesuaian hasil perhitungan
cepat rambat bunyi di udara dengan hasil secara teoritis dimana dengan taraf
ketelitian ± 99,97% pada percobaan kedua (pipa tertutup besar), ketiga (pipa
terbuka kecil) dan keempat (pipa terbuka besar) diperoleh hasil perhitungan
cepat rambat bunyi di udara hasilnya dibawah dari ketetapan cepat rambat bunyi
di udara secara teoritis yaitu 343 m/s. Sedangkan pada percobaan pertama pada
pipa tertutup kecil diperoleh hasil perhitungan cepat rambat bunyi di udara hasilnya
melebihi dari ketetapan cepat rambat bunyi di udara secara teoritis yaitu 343
m/s.
Berdasarkan teori menyatakan bahwa
cepat rambat bunyi diudara dipengaruhi oleh suhu, semakin tinggi suhu udara,
maka semakin cepat perambatan bunyinya. Hal tersebut terjadi karena semakin
tinggi suhu, maka semakin cepat getaran partikel-partikel dalam medium
tersebut. Akibatnya, proses perpindahan getaran makin cepat. Data yang
diperoleh sedikit kurang sesuai dengan teori, seharusnya cepat rambat bunyi
bunyi di udara pada suhu 200C
sebesar 343
m/s, namun hasil yang diperoleh sedikit
dibawahnya dan ada yang diatasnya. Hal tersebut disebabkan karena kurang fokus dan kurang
telitinya praktikan dalam mendengarkan resonansi pada pipa yang dikeluarkan
Handphone dengan aplikasi PA Tone sehingga frekuensi yang dihasilkan
kurang valid dan mempengaruhi cepat rambat bunyi yang dihasilkan.
2.
Bandingkan hasil-hasil Anda dengan
hasil tabel cepat rambat bunyi di udara (atau dari rumus cepat rambat bunyi di
dalam gas pada suhu tertentu).
§ Pipa
Tertutup Kecil Vs Pipa Tertutup Besar
Dari hasil
percobaan diperoleh bahwa terdapat
ketidak sesuaian dengan teori dimana seharusnya pada pipa tertutup besar dengan diameter lebih besar cepat
rambat bunyinya lebih besar daripada pipa tertutup kecil, namun hasil
yang kami peroleh sebaliknya yaitu pipa tertutup kecil cepat rambat bunyinya
lebih besar.
§ Pipa Terbuka
Kecil Vs Pipa Terbuka Besar
Pada pipa terbuka yang diameternya lebih besar
cepat rambatnya lebih besar daripada pipa terbuka yang diameternya lebih kecil, pada
percobaan ini hasilnya sudah sesuai dengan teori.
§ Pipa
Tertutup Vs Pipa Terbuka
Secara teori
pada pipa tertutup frekuensinya lebih
besar daripada pipa terbuka tetapi cepat rambatnya lebih kecil, hal tersebut terjadi karena selalu
ada simpangan simpul tertutup di ujung tertutup (karena udara tidak bebas untuk
bergerak) dan simpul terbuka di ujung terbuka (di mana udara dapat bergerak
bebas) (Giancoli, 2001). Sehingga cepat rambat bunyi pada pipa tertutup lebih kecil
daripada pipa terbuka. Namun pada percobaan yang kami
lakukan pada pipa tertutup frekuensi dan cepat rambat bunyinya juga lebih besar. Jadi dari hasil
percobaan yang kami lakukan tidak sesuai dengan hipotesis yang kami gunakan dimana cepat
rambat bunyi pada pipa terbuka lebih besar dari pada pipa tertutup karena hasil
yang kami peroleh pada pipa tertutup cepat rambat bunyinya lebih besar dari
pada pipa terbuka, namun jika ditinjau dari teori frekuensinya sudah sesuai.
3.
Lakukan analisis, mengapa hasilnya
seperti yang Anda temukan. Analisis ini mencakup faktor koreksi pada ujung
tabung (telusuri sumber pustaka yang relevan)
Pada panjang tabung tertentu dapat
terjadi resonansi gelombang suara yang ditandai dengan adanya suara yang
menggaung agak keras. Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran pada
pipa organa. Pada pipa tertutup, resonansi pertama akan terjadi jika panjang
kolom udara adalah ¼ λ, sedangkan pada pipa terbuka adalah ½ λ. Berdasarkan
teori, selain panjang gelombang, cepat rambat bunyi pada pipa tertutup maupun
terbuka dipengaruhi diameter pipa. Posisi simpul terbuka dekat unjung
tabung yang terbuka bergantung pada diameter tabung (Giancoli, 2001).
Semakin besar diameter pipa, maka
cepat rambat bunyi di udara juga semakin besar. Pada pipa
tetbuka hasil tersebut
sudah sesuai dengan teori karena pada pipa terbuka besar dengan diameter lebih besar
cepat rambat bunyinya lebih besar daripada pipa terbuka kecil, sedangkan pada pipa tertutup kecil cepat rambatnya lebih besar
daripada pipa terbuka besar, hal ini tidak sesuai dengan
teori.
Jadi dari hasil
percobaan yang kami lakukan tidak sesuai dengan hipotesis yang kami gunakan dimana cepat
rambat bunyi pada pipa terbuka lebih besar dari pada pipa tertutup karena hasil
yang kami peroleh pada pipa tertutup cepat rambat bunyinya lebih besar dari
pada pipa terbuka, namun jika ditinjau dari teori frekuensinya sudah sesuai.
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
1.
Pengaruh jenis pipa terhadap frekuensi yaitu pada pipa
tertutup lebih besar dari pada pipa terbuka. Sedangkan pengaruh diameter pipa
terhadap frekuensi yaitu semakin besar diameter frekuensinya semakin menurun.
Hal ini sudah sesuai dengan teori yang ada.
2.
Pengaruh jenis pipa terhadap cepat rambat bunyi yaitu
pada pipa tertutup lebih besar dari pada pipa terbuka. Sedangkan pengaruh
diameter pipa terhadap cepat rambat bunyi yaitu semakin besar diameter cepat
rambat bunyinya semakin menurun pada pipa tertutup, namun pada pipa terbuka
semakin besar diameter cepat rambat bunyinya semakin meningkat. Pada pipa
terbuka sudah sesuai dengan teori yang ada, namun pada pipa tertutup tidak
sesuai dengan teori karena seharusnya semakin besar diameter cepat rambat
bunyinya semakin meningkat.
3. Secara teori
pada pipa tertutup frekuensinya lebih
besar daripada pipa terbuka tetapi cepat rambatnya lebih kecil, hal tersebut terjadi karena selalu
ada simpangan simpul tertutup di ujung tertutup (karena udara tidak bebas untuk
bergerak) dan simpul terbuka di ujung terbuka (di mana udara dapat bergerak
bebas). Sehingga
cepat rambat bunyi pada pipa tertutup lebih kecil daripada pipa terbuka. Namun pada
percobaan yang kami lakukan pada pipa tertutup frekuensi dan cepat rambat
bunyinya juga lebih besar. Jadi dari hasil
percobaan yang kami lakukan tidak sesuai dengan hipotesis yang kami gunakan dimana cepat
rambat bunyi pada pipa terbuka lebih besar dari pada pipa tertutup karena hasil
yang kami peroleh pada pipa tertutup cepat rambat bunyinya lebih besar dari
pada pipa terbuka, namun jika ditinjau dari teori frekuensinya sudah sesuai.
5.2. Saran
Sebaiknya mahasiswa (praktikan) lebih fokus dan teliti dalam melakukan
percobaan sehingga data yang diperoleh valid dan sesuai dengan teori. Selain
itu, sebaiknya sebelum melakukan percobaan praktikan perlu membaca literature yang
berkaitan dengan materi percobaan agar dalam melakukan percobaan dapat berjalan
dengan lancar.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2014. Cepat Rambat Bunyi
(Online). (diakses melalui: http://www.informasi-pendidikan.com/2014/12/cepat-rambat-bunyi.html, diakses 19
Maret 2015).
Anonim. 2015. Pipa Organa
(Online). (diakses melalui: http://fisikon.com/kelas3/index.php?option=com_content&view=article&id=88&Itemid=139, pada 19
Maret 2015).
Afriza,Zafira. 2012. Perambatan gelombang Bunyi. (online). (diakses
melalui: http://zafiraafriza.blogspot.com/2012/10/perambatan-gelombang-bunyi.html, pada 21 Maret 2015).
Giancoli, Douglas C. 2001. Fisika Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta:
Erlangga.
Hadiwiryono,
Nuraiman.2012.Bunyi. (Online). (diakses melalui: http://nuriman76.blogspot.com/?view=flipcard,
pada 23 Maret 2015).
TIM Dosen
Pengampu Mata Kuliah Gelombang Optik. 2015. Modul Praktikum Gelombang Dan
Optik. Surabaya : UNESA University Press.
TARAF KETELITIAN
|
No
|
Jenis Pipa
|
(V±1,0) m/s
|
d
|
d2
|
|
1
|
Pipa
tertutup (kecil)
|
350,3
|
11,8
|
139,24
|
|
351,8
|
13,3
|
176,89
|
||
|
352,6
|
14,1
|
198,81
|
||
|
2
|
Pipa
tertutup (besar)
|
336,8
|
-1,7
|
2,89
|
|
336,7
|
-1,8
|
3,24
|
||
|
336,6
|
-1,9
|
3,61
|
||
|
3
|
Pipa
Terbuka(kecil)
|
328,7
|
-9,8
|
96,04
|
|
329,0
|
-9,5
|
90,25
|
||
|
328,8
|
-9,7
|
94,09
|
||
|
4
|
Pipa
Terbuka(besar)
|
339,0
|
0,5
|
0,25
|
|
336,6
|
-1,9
|
3,61
|
||
|
335,0
|
-3,5
|
12,25
|
||
|
Ʃ
|
4061,9
|
|
821,17
|
|
|
|
  |
|
|
|
LAMPIRAN FOTO
|
Percobaan
pada pipa terbuka dengan diameter 2,8 cm
 |
Percobaan pada pipa tertutup
dengan diameter 4,3 cm
 |
|
Percobaan
pada pipa tertutup dengan diameter 2,7 cm
 |
Percobaan
pada pipa terbuka dengan diameter 4,5 cm
 |
LAMPIRAN HITUNG
§ Panjang
Gelombang
1. Pipa
Tertutup Kecil
2. Pipa
Tertutup Besar
3. Pipa
Terbuka kecil
4. Pipa
Terbuka Besar
§ Cepat
Rambat Bunyi
1. Pipa
Tertutup Kecil
A. 
B. 
C. 
2. Pipa
Tertutup Besar
A.
B. 
C. 
3. Pipa
Terbuka kecil
A. 
B.
C.
4. Pipa
Terbuka Besar
A.
B.
C.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar