UNIT 9 Percobaan Melde [PDF]

Citation preview

PERCOBAAN MELDE Sirajuddin Jalil*), Hernita A., Sabria Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA Universitas Negeri Makassar Abstrak. Telah dilakukan Percobaan Melde yang bertujuan untuk: (1) memahami prinsip kerja percobaan gelombang tali, (2) memahami hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang pada tali, serta (3) memahami hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang pada tali. Adapun alat yang digunakan yaitu vibrator, power supply, neraca Ohauss 310 gram, mistar, kabel penghubung, katrol, beban gantung lima buah, serta tali berbeda yang ringan. Prinsip percobaan melde yakni vibrator akan memberikan usikan pada dawai dan akan memantul pada ujung dawai secara kontinu sehingga gelombang pantul dan gelombang datang akan berpapasan dan menghasilkan gelombang stasioner. Besar tengangan tali berbanding lurus dengan cepat rambat gelombang pada tali dan rapat massa tali berbanding terbalik dengan cepat rambat gelombang pada tali. Hal tersebut diperoleh dengan menggunakan metode Metode percobaan yang kami gunakan yaitu metode analisis grafik. Hasil percobaan ini telah sesuai dengan teori.



Kata Kunci: cepat rambat gelombang, gelombang stasioner, percobaan Melde, rapat massa tali, tengangan tali PENDAHULUAN Salah satu pokok bahasan utama fisika adalah gelombang. Untuk memahami betapa pentingnya gelombang di dalam dunia modern, kita perlu memperhatikan industri musik. Setiap lagu yang kita dengar, mulai dari band hingga konserto paling anggun yang bisa kita dengar melalui web, bergantung pada gelombang-gelombang yang dibangkitkan oleh pemain musik dan yang tertangkap oleh telinga pendengar. Bunkan hanya gelombang suara, tetapi masih banyak gelombang lain yang berpengaruh terhadap dunia keseharian kita misalnya gelombang seismik, radio, televisi, maupun gelombang tali. Percobaan kali ini kami akan membahas mengenai Percobaan Melde. Percobaan Melde ini menunjukkan gelombang berdiri pada string. Percoban Melde berguna untuk mengukur pola gelombang berdiri, untuk mengukur kecepatan gelombang transversal, dan untuk mengetahui pengaruh ketegangan gelombang transversal dalam sebuah string. Secara khusus, Percobaan Melde bertujuan untuk: (1) memahami prinsip kerja percobaan gelombang tali, (2) memahami hubungan antara tegangan tali dengan cepat rambat gelombang pada tali, serta (3) memahami hubungan antara rapat massa tali dengan cepat rambat gelombang pada tali. Tali yang digetarkan dengan frekuensi yang tepat, kedua gelombang akan berinterferensi menghasilkan gelombang tegak dengan amplitudo terbesar. Gelombang ini disebut sebagai gelombang berdiri karena gelombang tali tampaknya tidak merambat, tali hanya berosilasi ke atas



dan ke bawah dengan pola yang tetap. Titik interferensi destruktif dimana tali tetap diam disebut simpul. Percobaan ini pertama kali dilakukan oleh Franz Melde fisikawan asal Jerman yang ingin mengukur pola gelombang berdiri dan untuk mengetahui ketegangan gelombang transversal dalam sebuah string. Sehingga percobaan ini dinamakan Percobaan Melde. Awalnya, percobaan ini dilakukan pada gelombang berdiri yang dihasilkan dalam kabel tegang yang berosilasi dengan garputala. Kemudian, diperbaiki dengan koneksi ke vibrator listrik. Percobaan ini berusaha untuk menunjukkan bahwa gelombang mekanik mengalami fenomena gangguan[1]. Metode percobaan yang kami gunakan yaitu metode analisis grafik untuk menentukan hubungan antara kecepatan rambat gelombang tali dengan rapat massa tali dan gaya tegangan tali. Dimana, untuk menentukan permasamaan umum cepat rambat gelombang pada tali kami menggunakan analisis dimensional. Percobaan ini penting bagi mahasiswa untuk dapat mempelajari gelombang stasioner yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. DASAR TEORI Sebuah dawai yang mengirim sebuah gelombang sinusoidal secara kontinu dengan frekuensi yang dapat menggerakkan sepanjang dawai, maka ketika gelombang mencapai ujung kanan gelombang tersebut akan memantul dan mulai merambat kembali ke kiri. Gelombang ke kiri tersebut akan terpantul juga ketika telah sampai pada ujungnya dan akan berpapasan antara gelombang datang dan gelombang pantul. Akibat dari peristiwa tersebut, dalam beberapa limit waktu saja akan banyak gelombang yang akan merambat saling berpapasan yang berinterferensi satu sama lain[2]. Jika kita menggetarkan tali dengan frekuensi yang tepat, kedua gelombang akan berinterferensi menghasilkan gelombang tegak dengan amplitudo terbesar. Gelombang ini disebut sebagai gelombang berdiri karena gelombang tali tampaknya tidak merambat, tali hanya berosilasi ke atas dan ke bawah dengan pola yang tetap. Titik interferensi destruktif dimana tali tetap diam disebut simpul[3]. Satu gelombang yang terbentuk jika terdapat tiga simpul atau dua perut. Jika frekuensi penggetar diketahui dan panjang gelombang dapat dihitung, maka cepat rambat gelombang tali dapat ditentukan. Secara sistematis dapat dituliskan: 𝑇 𝑣= √ 𝜇



(1)



dan, 𝑣= 𝜆𝑓



(2)



dengan: v = laju rambat gelombang pada tali (m/s) F = Gaya tegangan tali (N) 𝜇 = rapat massa tali (kg/m) 𝜆 = panjang gelombang (m) f = frekuensi getar vibrator (Hz) kedua persamaan di atas dapat digunakan pada gelombang tali[4]. Sebuah benda yang digantung pada tali akan menghasilkan gaya berat dan gaya tegangan tali besar gaya tegangan tali secara umum untuk kasus ini dituliskan: 𝑇=𝑚𝑔 dengan T adalah tegangan tali (N) , m adalah massa beban (kg), dan g adalah percepatan gravitasi (m/s2). Besar percepatan gravitasi rata-rata di atas permukaan bumi adalah 9,83 m/s2[5]. METODOLOGI PERCOBAAN Percobaan Melde menggunakan alat dan bahan yaitu vibrator, variabel power suply, neraca Ohauss 310 gram, mistar dengan panjang 1 meter, kebel penghubung 2 buah, kabel ganda, katrol, beban gantung 5 buah, serta tali 2 jenis yang berbeda.



Gambar 1. Susunan alat percobaan Melde Pertama-tama kita menimbang massa beban yang digunakan sebanyak lima macam yang berbeda massanya dengan alat ukur neraca ohauss 310 gram. Kemudian mengambil sepotong benang atau tali lalu diikatkan salah satu ujungnya pada vibrator lalu dipentalkan pada katrol dan diberi



beban. Setelah menyusun alat berdasarkan gambar 1. di atas, maka nyalakan Power Supply sehingga vibrator bergetar. Selanjutnya mengatur panjang tali sambil menggeser-geser vibrator sehingga terbentuk gelombang stasioner. Mengukur panjang tali dari vibrator sampai katrol pada saat terbentuk gelombang stasioner. Menentukan jumlah simpul kemudian hitung panjang gelombang. Ulangi kegiatan a sampai e sebanyak 5 kali dengan massa beban yang berbeda. Kegiatan kedua pertama-tama menghitung massa tiap persatuan panjang tali. Kemudian mengambil sepotong tali/benang pertama, lalu mengikatkan salah satu ujungnya pada vibrator, sedang ujung yang lain dipentalkan pada katrol dan diberikan beban M. Menyalakan Power Supply sehingga vibrator bergetar kemudian atur panjang tali sehingga terbentuk gelombang. Ukur panjang tali dari vibrator sampai katrol pada saat terbentuk gelombang stasioner. Mencatat banyaknya simpul yang terjadi. Mengulangi kegiatan untuk jenis tali yang lain dengan massa beban tetap. Identifikasi Variabel Kegiatan 1. Hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang 1. Variabel kontrol



: Frekuensi getar dan rapat massa tali



2. Variabel manipulasi



: Massa beban



3. Variabel respon



: Panjang tali dan jumlah gelombang



Kegiatan 2. Hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan rambat gelombang tali 1. Variabel kontrol



: Massa beban dan frekuensi getar



2. Variabel manipulasi



: Rapat massa tali



3. Variabel respon



: Panjang tali dan jumlah gelombang



Definisi Operasional Variabel 1. Frekuensi getar adalah benyaknya getaran setiap detik tali yang dihubungkan dengan vibrator yang diatur pada power supply sebesar 50 Hz. 2. Rapat massa tali adalah massa dibagi dengan panjang tali yang hitung berdasarkan persamaan dalam satuan (gram/cm) 3. Massa beban adalah massa dari benda yang digantungkan pada tali yang diukur dengan neraca ohauss 311 gram dalam satuan (gram) 4. Panjang tali adalah jarak dari vibrator ke bagian tengah katrol saat terjadi gelombang stasioner yang diukur dengan menggunakan mistar dalam satuan (cm). 5. Jumlah gelombang adalah banyaknya gelombang dari vibrator ke katrol.



HASIL PENGAMATAN DAN ANALISIS DATA Hasil Pengamatan Kegiatan 1. Hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang Frekuensi getar = |50,0 ± 0,1| Hz Rapat massa tali yang digunakan yakni: 𝜇=



𝑚 6,62 𝑔 = = 0,01324 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚 𝑙 500 𝑐𝑚 Tabel 1. Hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang No



Massa beban (gram)



Panjang tali (cm)



Jumlah gelombang



1



|40,46 ± 0,01|



|89,00 ± 0,05|



2,5



2



|45,37 ± 0,01|



|76,10 ± 0,05|



2



3



|49,52 ± 0,01|



|79,50 ± 0,05|



2



4



|54,51 ± 0,01|



|89,00 ± 0,05|



2



5



|58,89 ± 0,01|



|95,50 ± 0,05|



2



Kegiatan 2. Hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan rambat gelombang tali Massa beban = |49,57 ± 0,01| gram Frekuensi getar = |50,0 ± 0,1| Hz Rapat massa tali 1 yang digunakan yakni: 𝜇1 =



𝑚1 6,62 𝑔 = = 0,01324 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚 𝑙1 500 𝑐𝑚



Rapat massa tali 2 yang digunakan yakni: 𝜇2 =



𝑚2 2,46 𝑔 = = 0,00492 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚 𝑙2 500 𝑐𝑚



Tabel 2. Hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan rambat gelombang tali Jenis tali



Panjang tali (cm)



Jumlah gelombang



1



|81,00 ± 0,05|



2



2



|63,50 ± 0,05|



1



Analisis Data Kegiatan 1. Hubungan tegangan tali dengan kecepatan gelombang Pertama-tama kita akan mencari cepat rambat gelombang pada tali dengan menggunakan persamaan (2) di atas, dengan panjang gelombang didefinisikan sebagai panjang tali yang membentuk gelombang dibagi dengan jumlah gelombang yang terbentuk. 𝑣1 = 𝜆 𝑓 𝑣1 =



𝑙1 𝑓 𝑛1



𝑣1 =



89,00 𝑐𝑚 (50,0 𝐻𝑧) 2,5



𝑣1 = 1780 𝑐𝑚/𝑠 Kecepatan rambat gelombang pada tali untuk data kedua adalah: 𝑣2 = 𝜆 𝑓 𝑣2 =



𝑙2 𝑓 𝑛2



𝑣2 =



76,10 𝑐𝑚 (50,0 𝐻𝑧) 2



𝑣2 = 1902,5 𝑐𝑚/𝑠 Kecepatan rambat gelombang pada tali untuk data ketiga adalah: 𝑣3 = 𝜆 𝑓 𝑣3 =



𝑙3 𝑓 𝑛3



𝑣3 =



79,50 𝑐𝑚 (50,0 𝐻𝑧) 2



𝑣3 = 1987,5 𝑐𝑚/𝑠 Kecepatan rambat gelombang pada tali untuk data keempat adalah: 𝑣4 = 𝜆 𝑓 𝑣4 =



𝑙4 𝑓 𝑛4



𝑣4 =



89,00 𝑐𝑚 (50,0 𝐻𝑧) 2



𝑣4 = 2225 𝑐𝑚/𝑠 Kecepatan rambat gelombang pada tali untuk data kelima adalah:



𝑣5 = 𝜆 𝑓 𝑣5 =



𝑙5 𝑓 𝑛5



𝑣5 =



95,50 𝑐𝑚 (50,0 𝐻𝑧) 2



𝑣5 = 2387,5 𝑐𝑚/𝑠 Sebelum kita membuat grafik hubungan kecepatan, maka kita perlu mencari gaya tegangan tali setiap data beban yang berbeda. 𝑇1 = 𝑚 𝑔 𝑇1 = (40,46 𝑔𝑟𝑎𝑚) (983 𝑐𝑚/𝑠 2 ) 𝑇1 = 39772,18 𝑔𝑟𝑎𝑚. 𝑐𝑚/𝑠 2 Gaya tegangan tali oleh beban kedua adalah: 𝑇2 = 𝑚 𝑔 𝑇2 = (45,37 𝑔𝑟𝑎𝑚) (983 𝑐𝑚/𝑠 2 ) 𝑇2 = 44598,71 𝑔𝑟𝑎𝑚. 𝑐𝑚/𝑠 2 Gaya tegangan tali oleh beban ketiga adalah: 𝑇3 = 𝑚 𝑔 𝑇3 = (49,52 𝑔𝑟𝑎𝑚) (983 𝑐𝑚/𝑠 2 ) 𝑇3 = 48678,16 𝑔𝑟𝑎𝑚. 𝑐𝑚/𝑠 2 Gaya tegangan tali oleh beban keempat adalah: 𝑇4 = 𝑚 𝑔 𝑇4 = (54,51 𝑔𝑟𝑎𝑚) (983 𝑐𝑚/𝑠 2 ) 𝑇4 = 53583,33 𝑔𝑟𝑎𝑚. 𝑐𝑚/𝑠 2 Gaya tegangan tali oleh beban kelima adalah: 𝑇5 = 𝑚 𝑔 𝑇5 = (58,89 𝑔𝑟𝑎𝑚) (983 𝑐𝑚/𝑠 2 ) 𝑇5 = 57888,87 𝑔𝑟𝑎𝑚. 𝑐𝑚/𝑠 2 Dari kelima data diatas kita akan membuat grafik hubungan antara V – T atau kecepatan dan gaya tegangan tali. Hasil plot grafik dapat dilihat pada gambar berikut:



Kecepatan gelombang (cm/s)



3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0



10000



20000



30000



40000



50000



60000



70000



Gaya tegangan tali (gram.cm/𝑠^2)



Gambar 2. Grafik hubungan antara kecepatan gelombang dengan gaya tegangan tali Selanjutnya, kami akan membuat grafik hubungan antara 𝑣 2 dengan T dimana grafik yang



Kuadrat kecepatan gelombang (cm/s)2



terbentuk seperti yang tambak pada gambar berikut: 6000000 5000000 4000000 3000000 2000000 1000000 0 0



10000



20000



30000



40000



50000



60000



70000



Gaya tegangan tali (gram.cm/𝑠^2)



Gambar 3. Grafik hubungan antara kuadrat kecepatan gelombang dengan gaya tegangan tali



Kegiatan 2. Hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan rambat gelombang tali Kecepatan gelombang pada tali 1 dihitung berdasarkan persamaan (2) di atas: 𝑣1 = 𝜆 𝑓 𝑣1 =



𝑙1 𝑓 𝑛1



𝑣1 =



81,00 𝑐𝑚 (50,0 𝐻𝑧) 2



𝑣1 = 2025 𝑐𝑚/𝑠 Kecepatan rambat gelombang pada tali kedua adalah: 𝑣2 = 𝜆 𝑓 𝑣2 =



𝑙2 𝑓 𝑛2



𝑣2 =



73,50 𝑐𝑚 (50,0 𝐻𝑧) 1



𝑣2 = 3675 𝑐𝑚/𝑠 Dari data kecepatan gelombang dan rapat massa masing-masing tali, kami dapat memplot grafik dengan v pada sumbu-y dan 𝜇 pada sumbu-x. Sehingga terbentuk grafik seperti pada gambar berikut:



Cepat rambat gelombang (cm/s)



4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 0



0.002



0.004



0.006



0.008



0.01



0.012



0.014



Rapat massa tali (gram/cm)



Gambar 4. Grafik hubungan antaracepat rambat gelombang dengan rapat massa tali



Setelah itu, kita akan membuat plot grafik kuadrat kecepatan rambat gelombang dengan 1/𝜇



Kuadrat keceptan gelombang (cm/s)^2



sehingga akan didapat hubungan seperti yang tampak pada gambar berikut: 16000000 14000000



12000000 10000000 8000000 6000000 4000000 2000000 0 0



50



100



150



200



250



1/𝜇 (cm/gram)



Gambar 5. Grafik hubungan antara kuadrat kecepatan gelombang dengan 1/𝜇



Persamaan cepat rambat gelombang tali dapat kita cari menggunakan analisis dimensional. Analisis dimensional dapat kita cari dengan menggunakan pendekatan tertentu. Kita ketahui bahwa kecepatan rambat gelombang dipengaruhi oleh gaya tegangan tali dan rapat massa tali. Dimensi ketiga besaran ini adalah: 𝑣 = [𝐿][𝑇]−1 𝑇 = [𝑀][𝐿][𝑇]−2 𝜇 = [𝑀][𝐿]−1 Kita dapat menuliskan hubungan matematis sebagai berikut: 𝑣 ~ 𝑇𝛼 𝜇𝛽 agar persamaan di atas dapat menjadi hubungan matematis dapat dituliskan: 𝑣 = 𝑐 𝑇𝛼 𝜇𝛽 Dengan c adalah sebuah konstanta. Kita dapat memasukkan dimensi setiap besaran ke persamaan di atas: [𝐿][𝑇]−1 = 𝑐 ([𝑀][𝐿][𝑇]−2 )𝛼 ([𝑀][𝐿]−1 )𝛽 Kita akan menganalisis [𝑇]



1 = −2𝛼 𝛼=



1 2



Kita akan menganalisis [𝑀] 0 = 𝛼+𝛽 1 +𝛽 2 1 𝛽=− 2



0=



Kita akan menganalisis [𝐿] 1 = 𝛼−𝛽 1 −𝛽 2 1 𝛽= 2 Berdasarkan analisis di atas, dapat kita tulis persamaan umum cepat rambat gelombang yakni: 1=



1



1



𝑣 = 𝑐 𝑇 2 𝜇 −2 Selanjutnya kita akan menganalisis nilai konstanta: 1



𝑣=𝑐



𝑇2 1



𝜇2 𝑇 𝑣 = 𝑐√ 𝜇 [𝑀][𝐿][𝑇]−2 [𝐿][𝑇]−1 = 𝑐 √ [𝑀][𝐿]−1 [𝐿][𝑇]−1 = 𝑐√[𝐿]−2 [𝑇]−2 𝑐=



[𝐿][𝑇]−1 [𝐿][𝑇]−1



Sehingga c adalah suatu konstanta yang tidak memiliki besaran. Kita akan mencari besar nilai konstanta tersebut. Misalkan kita mengambil empat data. Dua data dari kegiatan pertama dan dua data dari kegiatan kedua. Kegiatan pertama data pertama:



𝑇 𝑣 = 𝑐√ 𝜇 𝑐𝑚 (39772,18 𝑔𝑟𝑎𝑚. 2 ) 𝑠 √ (1780 𝑐𝑚/𝑠) = 𝑐 0,01324 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚 𝑐=



1780 1733



𝑐 = 1,03 Kegiatan pertama data kedua: 𝑇 𝑣 = 𝑐√ 𝜇 𝑐𝑚 (44598,71 𝑔𝑟𝑎𝑚. 2 ) 𝑠 √ (1902,5 𝑐𝑚/𝑠) = 𝑐 0,01324 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚 𝑐=



1902,5 1835



𝑐 = 1,04 Kegiatan kedua jenis tali pertama: 𝑇 𝑣 = 𝑐√ 𝜇 𝑐𝑚 (48727,31 𝑔𝑟𝑎𝑚. 2 ) 𝑠 (2025 𝑐𝑚/𝑠) = 𝑐√ 0,01324 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚 𝑐=



2025 1918



𝑐 = 1,05 Kegiatan kedua jenis tali pertama: 𝑇 𝑣 = 𝑐√ 𝜇 𝑐𝑚 (48727,31 𝑔𝑟𝑎𝑚. 2 ) 𝑠 (3675 𝑐𝑚/𝑠) = 𝑐√ 0,00492 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚



𝑐=



3675 3147



𝑐 = 1,17



PEMBAHASAN Berdasarkan hasil pengamatan Percobaan Melde, kegiatan pertama yaitu hubungan antara tegangan tali dengan kecepatan gelombang. Frekuensi getar vibratorr yang digunakan yakni |50,0 ± 0,1| Hz.



Dimana, untuk massa beban |40,46 ± 0,01| gram dengan panjang tali



|89,00 ± 0,05| cm yang membentuk 2,5 gelombang stasioner. Dengan menggunakan persamaan cepat rambat gelombang maka didapatkan 𝑣1 = 1780 𝑐𝑚/𝑠. Untuk massa beban kedua adalah |45,37 ± 0,01| gram,panjang tali yang terbentuk 2 buah gelombang stasioner terbesar adalah |76,10 ± 0,05| cm. Sehingga dengan menganalisis kecepatan untuk beban kedua yakni 𝑣2 = 1902,5 𝑐𝑚/𝑠. Untuk massa beban ketiga, keempat dan kelima berturut-turut adalah |49,52 ± 0,01| gram, |54,51 ± 0,01| gram, dan |58,89 ± 0,01| gram. Panjang tali yang membentuk dua gelombang adalah |79,50 ± 0,05| cm, |89,00 ± 0,05| cm, dan |95,50 ± 0,05| cm. Kecepatan gelombang dari data tersebut setelah kami analisis diperoleh, 𝑣3 = 1987,5 𝑐𝑚/𝑠, 𝑣4 = 2225 𝑐𝑚/𝑠, dan 𝑣5 = 2387,5 𝑐𝑚/𝑠. Tegangan tali juga akan dihitung besarnya dengan menggunakan persamaan (3) di atas. Kami menggunakan percepatan gravitasi rata-rata di bumi sebesar 9,83 m/s2 atau 983 m/s2. Sehingga besar gaya tegangan tali 𝑇1 = 39772,18 𝑔𝑟𝑎𝑚. 𝑐𝑚/𝑠 2. Gaya tegangan tali oleh beban kedua adalah 𝑇2 = 44598,71 𝑔𝑟𝑎𝑚. 𝑐𝑚/𝑠 2 , Gaya tegangan tali oleh beban ketiga adalah 𝑇3 = 48678,16 𝑔𝑟𝑎𝑚. 𝑐𝑚/𝑠 2 , Gaya tegangan tali 𝑇4 = 53583,33 𝑔𝑟𝑎𝑚. 𝑐𝑚/𝑠 2 , Gaya tegangan tali oleh beban kelima adalah 𝑇5 = 57888,87 𝑔𝑟𝑎𝑚. 𝑐𝑚/𝑠 2 . Hasil analisis data yang telah didapatkan, kita plot kecepatan untuk di sumbu-y dan plot gaya tegangan tali pada sumbu-x sehingga grafik yang didapatkan dapat dilihat pada gambar. 1 yang terbentuk adalah linear dengan hubungan: v~T artinya, kecepatan berbanding lurus dengan tegangan tali yang bekerja pada sepanjang tali tersebut. Semakin besar gaya tegangan tali yang bekerja maka semakin cepat tali tersebut bergerak. Ini disebabkan, partikel-partikel pada tali cepat memberikan pulsa gelombang setiap partikelnya untuk sampai pada ujung tali. Kami juga memplot grafik kuadrat kecepatan rambat



gelombang dengan gaya tegangan tali yang terlihat pada gambar (2) di atas. Berdasarkan grafik tersebut, dapat kita ketahui bahwa: v2 ~ T arinya, kuadrat kecepatan rambar gelombang pada dawai berbanding lurus dengan gaya tegangan talinya. Berdasarkan hasil percobaan kegiatan kedua yakni hubungan antara rapat massa tali dengan kecepatan rambat gelombang tali dengan menggunakan rapat massa tali 1 yang digunakan yakni 𝜇1 = 0,01324 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚 dan rapat massa tali 2 yang digunakan yakni 𝜇2 = 0,00492 𝑔𝑟𝑎𝑚/𝑐𝑚. Dengan massa beban sebesar |49,57 ± 0,01| gram, dan frekuensi getar vibrator tetap 50 Hz. Panjang gelombang tali pertama yang membentuk dua gelombang adalah |81,00 ± 0,01| gram, dan Panjang gelombang tali pertama yang membentuk dua gelombang adalah |63,50 ± 0,01| gram. Kegiatan kedua ini, kita memplot dua buah grafik. Grafik pertama kecepatan dengan 1 𝜇



tegangan tali, dan grafik kedua kuadrat kecepatan gelombang tali dengan . Berdasarkan grafik yang terbentuk, hubungan antara kecepatan rambat gelombang tali berbanding terbalik dengan rapat massa tali sehingga, kami mencari perbandingan linearnya dan diperoleh persamaan hubungan: 𝑣 2~



1 𝜇



Hasil tersebut menunjukkan bahwa semakin besar rapat massa talinya, maka akan semakin lambat cepat rambat gelombangnya. Ini disebabkan karena partikel pada tali terlalu besar sehingga pulsa gelombang lebih susah untuk sampai pada ujung dawai. Hasil analisis data dan analisis dimensional di atas, dapat kita ketahui bahwa rumus umum kecepatan gelombang tali adalah 𝑇 𝑣 = 𝑐√ 𝜇 Dengan nilai konstanta c sebesar 1. Percobaan yang kami lakukan telah sesuai dengan percobaan yang dilakukan oleh Franz Melde. Namun, hasil yang kami peroleh tidak persis mendekati 1 karena adanya kesalahan alat ukur yang digunakan dan tali yang telah sambung beberapa kali.



Prinsip percobaan Melde sehingga diperoleh data seperti pada analisis di atas yakni Sebuah dawai yang mengirim sebuah gelombang sinusoidal secara kontinu dengan frekuensi 50 dapat menggerakkan dawai yang mempunyai rapat massa 0,01324 gram/cm dan 0,00492 gram/cm, maka ketika vibrator dinyalakan gelombang mencapai ujung kanan pada katrol tersebut akan memantul kembali dan mulai merambat kembali ke kiri. Gelombang ke kiri tersebut akan terpantul juga ketika telah sampai pada ujungnya dan akan berpapasan antara gelombang datang dan gelombang pantul. Akibat dari peristiwa tersebut, dalam beberapa limit waktu saja akan banyak gelombang yang akan merambat saling berpapasan yang berinterferensi satu sama lain. Dimana kita ketahui bahwa satu gelombang yang terbentuk jika terdapat tiga simpul atau dua perut. SIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan dan analisis data dapat kami simpulkan bahwa: 1. Prinsip percobaan melde yakni vibrator akan memberikan usikan pada dawai dan akan memantul pada ujung dawai secara kontinu sehingga gelombang pantul dan gelombang datang akan berpapasan dan menghasilkan gelombang stasioner. 2. Besar tengangan tali berbanding lurus dengan cepat rambat gelombang pada tali 3. Rapat massa tali berbanding terbalik dengan cepat rambat gelombang pada tali Hal tersebut dapat kami simpulkan sesuai dengan rumus umum cepat rambat gelombang 𝑇



tali hasil percobaan 𝑣 = 𝑐√𝜇 dengan c adalah sebuah konstanta yang besarnya 1. DAFTAR RUJUKAN [1][4] Tim Penyusun. 2014. Penuntun Fisika Dasar 2. Laboratorium Fisika Dasar Jurusan Fisika FMIPA UNM: Makassar. [2][5] Halliday David, Robert Resnick, dan Jearl Walker. 2010. Fisika Dasar Edisi 7 Jilid 2 Terjemahan. Penerbit Erlangga: Jakarta.



[3] Giancoli, Douglas. 2001. Fisika Jilid 1 Edisi 5 Terjemahan. Erlangga: Jakarta.