Laporan Praktikum Gelombang Mekanik Sederhana - 11 MIPA 1 - Kelompok 3 [PDF]

Citation preview

LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA “GELOMBANG MEKANIK SEDERHANA PADA AIR” Disusun Oleh: 1. 2. 3. 4.



Fhairus Dimas Pamungkas Gita Fitriyana Nazwa Nursyifa Ridho Anugrah Mulyadi



10 13 28 30



KELOMPOK 3 11 MIPA 1



MADRASAH ALIYAH NEGERI 2 PONTIANAK Jl. Jenderal Ahmad Yani No. 9, Akcaya, Kec. Pontianak Sel. Kota Pontianak, Kalimantan Barat 78121



I. Judul Praktikum Gelombang Mekanik Sederhana Pada Air



II. Tujuan Praktikum -



Untuk mengetahui bagaimana proses terjadinya gelombang mekanik di air dan menjadikan praktikum tersebut sebagai media untuk mempelajari gelombang mekanik



III. Dasar Teori Gelombang adalah getaran yang merambat. Gejala gelombang pada slinky maupun tali merupakan gejala gelombang mekanik. Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan media untuk merambat. Berdasarkan arah rambat dan arah getarnya, gelombang dibedakan atas gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Contoh gelombang jenis ini adalah gelombang pada tali. Sedangkan gelombang longitudinal merupakan gelombang yang memiliki arah rambat sejajar dengan arah getarnya. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang pada slinky.



A. Jenis gelombang berdasarkan arah rambat dan arah getar 1) Gelombang transversal Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah rambatnya tegak lurus arah getarnya. misalkan gelombang pada tali, gelombang pada air. Perhatikan gambar berikut.



Gambar 1.1 Gelombang Transversal Keterangan gambar: Pada gelombang transversal panjang satu gelombang adalah satu bukit dan satu lembah abc, efg adalah bukit gelombang



cde, ghi adalah lembah gelombang titik b, f adalah puncak gelombang titik d, h adalah dasar gelombang abcde, bcdef, cdefg, dan seterusnya adalah satu gelombang. Panjang a–e, b–f, c–g, d–h, dan seterusnya adalah panjang satu gelombang atau sering disebut panjang gelombang ( λ = dibaca lamda). Amplitudo adalah jarak terjauh titik getar dari posisi kesetimbangannya. 2) Gelombang Longitudinal Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya searah dengan arah rambatnya. Misalnya Gelombang bunyi dan gelombang pada slingky. Perhatikan gambar berikut :



Gambar 1.2 Gelombang Longitudinal Pada gambar di atas maka λ = “. Untuk gelombang longitudinal panjang satu gelombang adalah panjang satu rapatan dan satu regangan atau jarak antar dua rapatan yang berurutan ataujarak antara dua regangan yang berurutan.



B. Panjang Gelombang 1. Periode gelombang (T), yaitu waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang. 2. Frekuensi gelombang (f), yaitu jumlah gelombang tiap sekon. 3. Cepat rambat gelombang (v), yaitu jarak yang ditempuh gelombang tiap sekon. Secara matematis, cepat rambat gelombang dirumuskan: s Keterangan: V= t s : jarak yang ditempuh λ Jika s = O maka persamaan : V = atau v = λ . f t



dalam  t sekon t : periode (t = T)



C. Karakteristik Gelombang Mekanik 1. Pemantulan (Refleksi) Gelombang Gelombang akan dipantulkan jika mengenai medium pantul (penghalang). Arah pantulan gelombang ditentukan oleh arah datangnya gelombang. Gelombang mengalami pemantulan jika muka gelombang mengenai suatu penghalang yang rigid (keras). Apabila penghalang berbahan lunak, gelombang tidak akan dipantulkan melainkan akan diserap. Contoh bahan yang menyerap gelombang di antaranya busa,kain, dan tisu. 2. Pembiasan (Refraksi) Gelombang Peristiwa refraksi atau pembiasan gelombang mekanik relatif sulit diamati, akan tetapi akan lebih diamati bila diamati pada gelombang elektromagnetik (cahaya). Refraksi terjadi jika gelombang menjalar dari medium satu ke medium lain yang memiliki kerapatan berbeda. Pada medium pertama, jarak tempuh gelombang sebesar I 1=V 1 t . Sedangkan pada medium kedua, jarak tempuh gelombang sebesar I 2=V 2 t . Diagram pembiasan dapat dilihar pada gambar 1.3, berdasarkan diagram tersebut dapat diperoleh persamaan berikut.



Gambar 1.3 Diagram Pembiasan



Sin θi=



I 1 v1 t I v t dan sin θt = 2 = 2 = a a a a



Keterangan: θi = sudut batang, θt = sudut bias, v1 = kelajuan gelombang datang (m/s), v 2 = kelajuan gelombang bias (m/s), t = waktu penjalaran (s), I 1 = jarak tempuh gelombang datang (m), I 2 = jarak tempuh gelombang bias (m), a = jari-jari lingkaran (dalam sistem diagram pembiasan),



Berdasarkan dua persamaan di atas, diperoleh: sin θt v 2 n1 = = sin θi v 1 n2 Keterangan: θt = sudut datang, θi = sudut bias, v1 = kelajuan gelombang datang (m/s), v 2 = kelajuan gelombang bias (m/s), n1 = indeks bias medium 1, n2 = indeks bias medium 2 Persamaan tersebut menjelaskan bahwa makin besar laju gelombang yang memasuki medium berbeda, sudut biasnya juga makin besar. Sebaliknya, jika makin kecil laju gelombang yang memasuki medium yang berbeda, sudut biasnya makin kecil. Pembiasan ada dua macam yakni pembiasan yang mendekati garis normal dan pembiasan yang menjauhi garis normal. Sinar datang akan dibiaskan mendakati garis normal jika kecepatan medium 2 lebih besar daripada kerapatan medium 1. Sinar datang akan dibiaskan menjauhi garis normal jika kerapatan medium 2 lebih kecil daripada kerapatan medium 1. 3. Pelenturan (Difraksi) Gelombang Difraksi atau pelenturan gelombang terjadi apabila muka gelombang melewati suatu celah sempit. Hal ini terjadi karena muka gelombang terpotong sehingga terjadi pelenturan. Contoh pelenturan gelombang yaitu ketika gelombang laut masuk di antara dua karang. 4. Pemaduan (Interferensi) Gelombang Jenis interferensi ada dua macam yaitu interferensi konstruktif dan interferensi dekstruktif. interferensi konstruktif terjadi ketika gelombang yang berinterferensi memiliki fase yang sama sehingga dapat saling menguatkan. Adapun interferensi dekstruktif terjadi ketika gelombang yang berpaduan memiliki fase yang berbeda sehingga dapat saling melemahkan.



IV. Alat dan Bahan Alat & Bahan Wadah + Air



Sedotan



Kardus yang sudah dibentuk



Pewarna



Gambar



V. Langkah Kerja 



Masukkan pewarna secukupnya (hanya untuk melihat lebih jelas arah gelombang)



1. Dapat dipantulkan (Refleksi)  Percobaan Pertama -



Pertama ambil pipet tetes lalu isi dengan air sedikit untuk memberikan/teteskan air pada wadah yang berisi air yang tenang agar menimbulkan gelombang.



2. Dapat dibelokkan (Difraksi)  Percobaan Kedua -



Sama seperti percobaan pertama akan tetapi percobaan kedua ini batasi air dengan kardus yang telah dibentuk sesuai dengan wadahnya di tengah-tengah, lalu teteskan air yang ada di pipet (pada percobaan kedua ini kami menggukan batu untuk menahan kardus agar tetap tegak)



3. Dapat dibiaskan (Refraksi)  Percobaan Ketiga -



Pada percobaan ketiga kami hanya tinggal meletakkan sebuah pensil atau benda apapun yang sebagiannya diatas permukaan air dan sebagiannya lagi dibawah permukaan air.



4. Dapat dipadukan (Intereferensi)  Percobaan ke 4 a) Intereferensi Destruktif (tak sefase) Pertama tetesi dulu salah satu pipet yang telah terisi air, lalu selanjutnya tetesi pipet satunya.  Tetesan pipet sebelah kanan:



 Tetesan pipet sebelah kiri:



b) Interferensi Konstruktif (sefase) Kalau pada percobaan ini sebaliknya dari interferensi destruktif yaitu dengan bersamaan dalam mentetesi pipet yang telah berisi air ke permukaan air yang tenang



VI. Gambar Alat Praktikum



VII. Data Hasil Pengamatan



-



-



-



-



Percobaan Pertama : . Dapat dipantulkan (Refleksi) Gelombang dapat dipantulkan bila mengenai media pantul. Artinya gelombang akan mengalami pemantulan apabila muka gelombang mengenai penghalang yang keras dan jika penghalangnya lunak maka gelombang akan diserap. Percobaan Kedua : Dapat dibelokkan (Difraksi) Difraksi akan terjadi apabila muka gelombang melewati satu celah sempit. Hal ini terjadi karena muka gelombang yang terpotong sehingga mengalami pembelokkan. Percobaan Ketiga : Dapat dibiaskan (Refraksi) Pembelokkan yang dilalui oleh batas kedua medium yang berbeda, sehingga perambatan gelombang membelok mendekati garis normal. Pembiasaan ini akan mengakibatkan perubahan cepat rambat gelombang, arah gelombang, dan panjang gelombang. Percobaan Keempat : Dapat dipadukan (Intereferensi) a. Intereferensi Destruktif (tak sefase) Gelombang yang tidak sefase tidak akan menghasilkan perpaduan karena muka gelombang tidak bertemu pada fase yang sama. b. Interferensi Konstruktif (sefase) Gelombang ini mengalami perpaduan karena muka gelombang bertemu pada fase yang sama.



VIII. Pertanyaan, Analisis Hitungan, dan Diskusi Mengenai Gelombang Mekanik Pertanyaan 1. Bila gelombang melalui celah sempit, maka akan terjadi …… . Jelaskan alasannya! 2. Gelombang transversal mempunyai cepat rambat 4 m/s dan periode 2 sekon, tentukan panjang gelombangnya! Jawaban 1. Difraksi, alasannya Hal ini terjadi karena muka gelombang yang terpotong sehingga mengalami pembelokkan. 2. Diketahui : v = 4 m/s, T = 2 sekon Ditanya : λ? λ Jawab : v = , maka λ=v T T λ=v T = [4 m/s] [2 s] = 8 m Jadi, panjang gelombangnya sebesar 8 m.



IX. Unjuk Kreatifitas



Setelah kami melakukan praktikum tersebut, kita dapat memepelajari secara langsung mengenai gelombang mekanik dan sifat/karakteristik yang terjadi pada gelombang mekanik. Nah percobaan sederhana lainnya untuk mempraktekkan gelombang mekanik dalam kehidupan sehari-hari yaitu alat dan bahannya gayung, air secukupnya, dan batu. Percobaan pertama dapat hanya dengan menggoyangkan sebentar gayung yang telah terisi air dan diamkan, maka hal yang akan terjadi yaitu gelombang pada air akan perlahan berhenti dan mengalami pemantulan, dan begitu juga bila menjatuh batu pada gayung yang telah terisi air.



X. Kesimpulan -



-



Kesimpulan pertama yang dapat diambil dari praktikum yang telah kami lakukan yaitu kita dapat mengetahui bahwa gelombang mekanik merupakan gelombang yang membutuhkan media untuk merambat. Hal-hal terjadi gelombang mekanik dapat terjadi yaitu pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), pelenturan (difraksi), dan pemaduan (interferensi) gelombang. Pemantulan gelombang terjadi bila gelombang mengenai medium pantul (penghalang), pelenturan gelombang (difraksi) dapat terjadi bila muka gelombang melewati celah sempit, pemaduan gelombang (interferensi) itu dibagi menjadi dua yaitu Intereferensi Destruktif (tak sefase) yaitu gelombang yang tidak sefase dan Interferensi Konstruktif (sefase) yaitu gelombang ini mengalami perpaduan karena muka gelombang bertemu pada fase yang sama, serta terakhir pembiasan gelombang (refraksi) misal yang terjadi pada pulpen yang dicelupkan.



XI. Imtaq Ayat al-qur’an mengenai gelombang terdapat dalam Q.S Ar-rum ayat 46



Artinya: " Dan diantara tanda -tanda kekuasaanNya ialah bahwa Dia mengirimkan angin sebagai pembawa berita gembira dan untuk merasakan kepadamu sebagian dari rahmatNya dan supaya kapal dapat berlayar dengan perintahNya dan supaya kamu dapat mencari karuniaNya, mudah-mudahan kamu bersyukur." (Ar Ruum : 46 )



XII. Daftar Pustaka Istiyono, Edi. 2007. Fisika Kelas XI untuk SMA/MA. Klaten: Intan Pariwara. Kanginan, Marthen. 2017. Fisika Kelas Untuk SMA/MA Kelas XI Kelompok Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Jakarta: Penerbit Erlangga. Pujianto, Adip Ma’rifu sururi, Risdiyani Chasanah, dan Rinawan Abadi. 2016. Buku Siswa Fisika untuk SMA/MA, Kelas XI. Program Peminatan Matematika dan Ilmu-Ilmu Alam. Klaten: Intan Pariwara Putri Aisyah. 2012. Pengamatan Penjalaran Gelombang Mekanik. Jakarta.