LAPORAN PRAKTIKUM FISIKA DASAR (Pipa Udara) [PDF]

Citation preview

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR PIPA UDARA (M - 5)



Nama



: Adna Fathani E.



NPM



: 230210200067



Partner



: Regita, Febi, Asya, Anggita, Alsa, Petra, Fatur



NPM



:060,061,063,064,065,066,068,069



Fakultas / Departemen : FPIK/ Ilmu Kelautan Kelas / Kelompok



: B/2



Tanggal



: 7 April 2021



Hari / Jam



: Rabu/ 13.00 WIB



Nama Asisten



: Syifa Isfandiari



LABORATORIUM FISIKA DASAR PUSAT PELAYANAN BASIC SCIENCE FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS PADJADJARAN 2021



LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM DASAR FISIKA



PIPA UDARA M-5



NAMA NPM PARTNER Fatur NPM DEPARTEMEN/FAKULTAS JADWAL PRAKTIKUM



: Adna Fathani E. : 230210200067 : Regita, Febi, Asya, Alsa, Anggita, Petra, : 060,061,063,064,065,066,068,069 : FPIK/ Ilmu Kelautan : Rabu / 13.00 WIB



KOLOM NILAI



Speaken



Lap. Pendahuluan



Praktikum



Lap. Akhir



Jatinangor, ……………………… Asisten



___________________________ NPM



ABSTRAK



Praktikum kali ini tentang resonator pipa udara adalah kegiatan mengukur frekuensi dari botol kaca. Untuk mengukur frekuensi dari botol kaca diperlukan aplikasi yang bernama spectroid. Praktikan harus menyiapkan tiga botol kaca, yaitu besar, menengah, dan kecil sebagai objek yang akan dihitung frekuensinya. Masing-masing botol kaca ditiup sebanyak satu kali Percobaan sambil diukur menggunakan aplikasi spectroid yang telah diunduh pada Ponsel pintar masing-masing praktikan. Setelah dilakukan percobaan, didapatkan hasil makin panjang botol maka semakin kecil frekuensi yang dihasilkan. Untuk variasi berikutnya ketiga botol tersebut diisi air masing-masing setengah ukuran botol kemudian masing-masing botol tersebut ditiup sebanyak satu kali percobaan sambil diukur menggunakan aplikasi spectroid. hasil Data percobaan menunjukkan bahwa semakin tinggi Volume air yang terdapat pada botol semakin besar frekuensi yang didapatkan. Itu diakibatkan karena pergerakan gelombang pada ruang kecil akan semakin cepat pantulannya. Kata Kunci : Resonanso, Frekuensi, Cepat Rambat



BAB 1 PENDAHULUAN



1.1.



Latar Belakang Resonator pipa udara terbagi kedalam 2 jenis, yaitu pipa organa terbuka dan tetutup. Pada pipa organa terbuka kedua ujungnya terbuka. Ini menunjukkan bahwa pembentukan pola gelombang longitudinal pada kedua ujung merupakan renggangan. Renggangan bersesuain dengan perut gelombang dalam gelombang transversal.Sedangkan pada pipa orga tertutup salah satu ujungnya tertutup. Pola pembentukan gelombang yang terjadi adalah rapatan pada bagian pipa yang tertutup dan renggangan pada bagian pipa yang terbuka. Hal tersebut analog dengan simpul dibagian pipa tertutup dan perut dibagian pipa terbuka.



Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal yang merambat melalui suatu medium. Gelombang bunyi memiliki cepat rambat secara umum adalah 343 m/s dan dapat merambat pada medium padat, cair, dan gas. Cepat rambat dapat ditentuikan Ketika kita memiliki data frekuensi dan lamda atau panjang gelombang. Gelombang memiliki amplitudo dimana amplitudo merupakan simpangan maksimum dari suatu gelombang. Kemudian ada frekuensi yang merupakan banyaknya getaran yang terjadi dalam satuan waktu tertentu dan periode yang merupakan waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran.



1.2.



Tujuan



1.1.1 Memahami konsep pipa udara terbuka dan pipa udara tertutup 1.1.2 Menentukan panjang gelombang dan frekuensi dari tinggi kolom pipa udara 1.1.3 Mengetahui hubungan tinggi kolom pipa udara dengan frekuensi bunyi



BAB II METODE PENELITIAN



2.1 Alat 2.1.1 Ponsel pintar Untuk mwngunduh aplikasi spectroid 2.1.2 Aplikasi Spectroid Untuk menghitung frekuensi nada dasar 2.1.3 Botol Kaca Sebagai objek penghasilan nada untuk dihitung frekuensinya 2.1.4 Air Sebagai bagian dari objek percobaan



2.2 Prosedur Percobaan 2.2.1 Unduh dan pasanglah aplikasi spectroid pada ponsel. Pelajari dan jelaskan cara kerja aplikasi dan test dengan bersiul dan catat berapa Hz frekuensi yang terukur dari siulan Anda 2.2.2 Kumpulkan beberapa botol kaca kosong mulai yang besar, menengah, dan kecil 2.2.3 Tiup bibir botol kaca kosong mulai yang besat menengah dan kecil dan catat frekuensinya nada dasarnya dengan aplikasi Spectroid (fo) 2.2.4 Berdasarkan dimensi (panjang) botol, bila botol dianggap sebagian kolom udara tertutup, maka tentukan panjang gelombang bunyi ᵞ0 2.2.5 Dari frekuensi nada dasar yang terukur dan panjang gelombang pada nada dasar. Tentukanlah kecepatan rambat bunyi diudara dan sesatannya. Kecepatan melebihi kecepatan bunyi di udara disebut supersonic 2.2.6 Ulangi pengukuran botol yang lain dan botol diisi air Sebagian 2.2.7



Buatlah jurnal artikel untuk melaporkan kegiatan eksperimen tersebut



2.3 Rumus



2.3.1



Panjang Botol (Pipa Tertutup)



l  l 2.3.2



Panjang Gelombang Bunyi



n = 2.3.3



4L (2n + 1)



Kecepatan Cepat Rambat Bunyi



V = f n .n



BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN



3.1 Data Tinggi botol 0,17 m No.



Nada



Tinggi Air



Tunggi



(m)



Kolom



Frekuensi



Udara 1



Dasar



0,11



0,06



2994



2



Pertama



0,1



0,07



4580



3



Kedua



0,9



0,08



5954



Tinggi Air



Tunggi



Frekuensi



(m)



Kolom



Tinggi botol 0,14 No.



Nada



Udara 1



Dasar



0,95



0,045



3510



2



Pertama



0,08



0,06



4952



3



Kedua



0,055



0,085



5783



3.2 Pengolahan Data 3.2.1 Panjang Botol (Pipa Tertutup) Botol



Pengukuran



Ketidakpastian



(m) 1



0,17



0,17  0,05



2



0,14



0,14  0,05



3.2.2 Frekuensi Botol 0,17 m No.



Nada



Frekuensi (Hz)



1



Dasar



2994



2



Pertama



4580



3



Kedua



5954



Botol 0,14 m No.



Nada



Frekuensi (Hz)



1



Dasar



3510



2



Pertama



4952



3



Kedua



5783



3.2.3 Panjang Gelombang Bunyi



n =



4L (2n + 1)



a) Botol 0,17 m • Nada Dasar 2𝐿 𝜆0 = = 2 × 0,06 = 0,12 ± 0,005 m (0 + 1) • Nada Pertama 2𝐿 𝜆1 = = 1 × 0,07 = 0,07 ± 0,005 m (1 + 1) • Nada Kedua 2𝐿 2 × 0,08 = 0,05 ± 0,005 m 𝜆2 = = (2 + 1) 3 • Nada Ketiga 2𝐿 1 × 0,09 = 0,045 ± 0,005 m 𝜆3 = = (3 + 1) 2



b.) Botol 0,14 m



• Nada Dasar 4𝐿 𝜆0 = = 4 × 0,045 = 0,18 ± 0,005 m (0 + 1) • Nada Pertama 4𝐿 4 𝜆1 = = × 0,06 = 0,08 ± 0,005 m (2 + 1) 3 • Nada Kedua 4𝐿 4 𝜆2 = = × 0,085 = 0,068 ± 0,005 m (4 + 1) 5 3.2.4 Kecepatan Cepat Rambat Bunyi (pipa tertutup)



a.) Botol 0,17 m • Nada Dasar 𝑣 = 𝑓0 × 𝜆0 = 2994 × 0,24 = 718,56 𝑚/𝑠 • Nada Dasar Pertama 𝑣 = 𝑓1 × 𝜆1 = 4580 × 0,093 = 425,94 𝑚/𝑠 • Nada Dasar Kedua 𝑣 = 𝑓2 × 𝜆2 = 5954 × 0,064 = 381,06 𝑚/𝑠



b.) Botol 0,14 m • Nada Dasar 𝑣 = 𝑓0 × 𝜆0 = 3510 × 0,18 = 631,8 𝑚/𝑠 • Nada Dasar Pertama 𝑣 = 𝑓1 × 𝜆1 = 4952 × 0,08 = 396,16 𝑚/𝑠 • Nada Dasar Kedua 𝑣 = 𝑓2 × 𝜆2 = 5783 × 0,068 = 393,24 𝑚/𝑠 • Nada Dasar Ketiga 𝑣 = 𝑓3 × 𝜆3 = 6519 × 0,058 = 378,1 𝑚/𝑠



3.3 Analisa Data Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, telah didapatkan Panjang botol, frekuensi, dan cepat rambat bunyi botol pipa tertutup. Resonator pipa udara merupakan salah satu cara untuk menentukan cepat rambat bunyi di udara dengan menggunakan botol kaca sebagai medianya yang mudah didapatkan di dalam kehidupan sehari-hari. Pada praktikum kali ini, praktikan melakukan percobaan sebanyak dua kali dengan ukuran botol kaca yang berbeda-beda yaitu ukuran sedang dan kecil. Tinggi botol sedang yaitu sedangkan tinggi botol kecil yaitu. Percobaan pertama dimulai dengan mengukur tinggi kolom udara dari nada dasar hingga nada ketiga dengan mengukur ketinggian air. Kemudian, praktikan meniup masing-masing botol dan mengukur frekuensi (𝑓𝑛) dengan menggunakan aplikasi spectroid. Setelah mendapat tinggi kolom udara dan frekuensi dari masing-masing botol, praktikan dapat menghitung panjang gelombang dengan menggunakan persamaan:



n =



4L (2n + 1)



Setelah itu, praktikan menghitung cepat rambat bunyi (𝑣) pada botol tersebut dengan menggunakan persamaan: 𝑣 = 𝑓𝑛 × 𝜆 𝑛 *n = nada ke-n Dilihat dari data hasil percobaan, tinggi kolom udara (𝐿) berbanding lurus dengan frekuensi (𝑓𝑛). Semakin tinggi kolom udara maka frekuensinya pun semakin tinggi. Terdapat dua macam persamaan untuk mecari panjang gelombang yaitu dengan menggunakan rumus pipa organa terbuka dan tertutup. Hasil yang diperoleh saat menghitung cepat rambatnya yaitu hasil keduanya hampir mendekati cepat rambat bunyi literatur (𝑣𝑙𝑖𝑡 ) pada nada pertama, kedua, dan



ketiga. Namun pada nada dasar, hasil yang menggunakan rumus pipa organa tertutup sangat jauh dari cepat rambat bunyi literatur (𝑣𝑙𝑖𝑡)



Pada perhitungan cepat rambat bunyi pula, tinggi kolom udara, besar frekuensi, dan besar panjang gelombang. Meskipun hasilnya bervariasi, namun hasil perhitungan gravitasi yang diperoleh semuanya hampir mendekati 340 m/s yang merupakan nilai cepat rambat bunyi literatur. Faktor-faktor yang memicu banyaknya variasi pada cepat rambat bunyi seperti saat percobaan meniup botol kaca yang tidak maksimal sehingga mempengaruhi frekuensi yang diperoleh dan kurangnya ketelitian pada saat praktikum, misalnya kurang teliti dalam mengukur, menghitung cepat rambat bunyi, dan adanya bunyi lain yang terukur pada aplikasi spectroid



BAB IV KESIMPULAN



1. Praktikan dapat memahami konsep pipa udara terbuka dan pipa udara tertutup, bahwa pipa udara terbuka merupakan sebuah pipa yang kedua ujungnya terbuka tanpa tutup sedangkan pipa udara tertutup merupakan sebuah pipa yang salat satu ujungnya terbuka.



2. Praktikan dapat menentukan panjang gelombang dan frekuensi dari tinggi kolom pipa udara



3. Praktikan dapat mengetahui hubungan tinggi kolom pipa udara dengan frekuensi bunyi yaitu semakin tinggi kolom pipa udara maka semakin tinggi pula frekuensi bunyinya



DAFTAR PUSTAKA



Alonso, Marcelo, dan Edward J. Finn. 1994. Dasar-Dasar Fisika Universitas Edisi Kedua. Jakarta : Erlangga Indrajat, Dudi. 2007. Mudah dan Aktif Belajar Fisika. Bandung : PT. Setia Purna Invers Giancoli. 2001. Fisik kelima Edisi 1. Jakarta : Erlangga.