Laporan Praktikum Pipa Organa) [PDF]

Citation preview

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM FISIKA DASAR II PIPA ORGANA



Tanggal Praktikum Waktu Praktikum Tanggal Pengumpulan



: 4 April 2016 : 13.30-15.00 WIB : 7 April 2016



Nama : Fina Nahdiyya NIM : 11150163000040 Kelompok/Kloter : 6 (enam)/ 1 (satu) Nama Anggota : My Gempita Fitriyani (1115016300009) Kelas : Pendidikan Fisika 2A



LABORATORIUM OPTIK PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS ILMU TARBIYAH DAN KEGURUAN UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH JAKARTA 2016



Pipa Organa A. Tujuan Praktikum 1. Menentukan frekuensi resonansi untuk berbagai panjang pipa 2. Memahami hubungan antara frekuesni resonansi dan panjang pipa 3. Mampu menentukan pola deret harmonik frekuensi resonansi pipa tertutup dan pipa terbuka. B. Dasar Teori Pipa organa adalah alat yang menggunakan kolom udara sebagai sumber bunyi. Pipa organa terbuka merupakan sebuah kolom udara atau tabung yang kedua ujung penampangnya terbuka. Kedua ujungnya berfungsi sebagai perut gelombang karena bebas bergerak dan ditengahya ada simpul. Kolom udara dapat beresonansi, artinya dapat bergetar. Kenyataan ini digunakan pada alat musik yang dinamakan Organa,  baik organa dengan pipa tertutup maupun pipa terbuka.  Panjang kolom udara (pipa) sama dengan ½ (jarak antara perut berdekatan). Pipa organa tertutup merupakan sebuah kolom udara atau tabung yang salah satu ujung penampangnya tertutup ( menjadi simpul karena tidak bebas bergerak ) dan ujung lainnya terbuka ( menjadi perut ). sehingga gelombang longitudinal stasioner yang terjadi pada bagian ujung tertutup merupakan simpul dan pada bagian ujung terbuka terjadi perut. Nada adalah bunyi yang memiliki frekuensi getaran yang teratur. Ada tujuh nada dalam satu tangga nada dan masing-masing nada memiliki frekuensinya sendiri-sendiri. Nada Do memiliki frekuensi sekitar 264 Hz, nada Re memiliki frekuensi sekitar 297 Hz, nada Mi memilik frekuensi sekitar 330 Hz, Nada Fa memiliki frekuensi sekitar 352 Hz, nada Sol memiliki frekuensi sekitar 396 Hz, nada La memiliki frekuensi sekitar 440 Hz, dan nada Si memiliki frekuensi sekitar 495 Hz, sementara nada Do tinggi memiliki frekuensi sekitar 528 Hz. Dengan demikian, tinggi atau rendahnya nada bergantung pada besar kecilnya frekuensi yang dihasilkan. Semakin besar frekuensinya, semakin tinggi nadanya. Begitu juga sebaliknya, semakin kecil frekuensinya semkain rendah nadanya.



C. Alat dan Bahan NO 1



Gambar



2



Nama Alat Alat pipa resonansi



Pembangkit



frekuensi



audio



3



SLM



D. Prosedur percobaan 1. Bagian 1 frekuensi resonansi NO 1



Gambar



Langkah kerja Rangkailah semua alat yang diperlukan seperti pada gambar disamping



2



Tempatkan



piston



pada jarak 20 cm dari ujung pipa 3



Atur



pembangkit



frekuensi audio



4



Atur



juga



audio



gelombang



dengan



memutar tombol level 5



Naikkan



besar



frekuensi



secara



perlahan 6



Ubah panjang pipa sesuai



praktikum



yang diinginkan 2. Bagian 2 Pipa Tertutup 1



Atur posisi piston sehingga



panjang



pipa resonansi 30 cm 2



Atur



pembangkit



frekuensi



3



Naikkan



frekunsi



secra perlahan



4



Catat hasil yang di tunjukkan frekuensi SLM



pada



5



Naikkan lagi besar frekuensi



6



Ulangi



langkah



4



sampai di dapat 5 data praktikum 3. Bagian 3 Pipa Terbuka 1



Buka tutup pada psiton



2



Naikkan



besar



frekuensi



secara



perlahan 3



Naikkan



nilai



frekuensi



4



Naikka



lagi



frekuensi



E. Data Percobaan Tabel 1 Frekuensi resonansi dasar (f0) pada panjang pipa berbeda NO



Panjang Pipa



Frekuensi Resonansi



V



F0



besr



1 2 3 4 5 Tabel 2



0.2 m 0.3 m 0.4 m 0.5 m 0.7 m



1250 Hz 1250 Hz 1000 Hz 1000 Hz 500 Hz



500 m/s 750 m/s 800 m/s 1000 m/s 700 m/s



850 Hz 566.7 Hz 425 Hz 340 Hz 578 Hz



Frekuensi resonansi dasar (f0) dan frekuensi nada atas f1, f2, f3, ........ NO



Frekuensi



Frekuensi



Fn/f0



V



ft



Ftn/ft0



1 Hz 3 Hz 3.5 Hz 5 Hz



300 450 350 262.



566.7 Hz 1133.3 Hz 1700 Hz 2266.7 Hz



1 Hz 2 Hz 3 Hz 4.7 Hz



6 Hz 7 Hz



5 300 350



2833.3 Hz 3400 Hz



5 Hz 6 Hz



Resonans 1 2 3 4



i (Hz) 500 Hz 1500 Hz 1750 Hz 2500 Hz



f0 f1 f2 f3



5 f4 6 f5 Tabel 3



3000 Hz 3500 Hz



Frekuensi Resonansi dasar dan frekuensi nada atas NO



Frekuensi



Frekuensi



Fn/f0



V



ft



Ftn/ft0



1 Hz 1.5 Hz 2.5 Hz 3 Hz 7 Hz 10 Hz



600 300 300 257 466 545



283 Hz 850 Hz 1416 Hz 1983 Hz 2550 Hz 3116 Hz



1 Hz 3 Hz 5 Hz 7 Hz 9 Hz 11 Hz



Resonans 1 2 3 4 5 6



i (Hz) 500 Hz 750 Hz 1250 Hz 1500 hz 3500 Hz 5000 Hz



f0 f1 f2 f3 f4 f5



F. Pengolahan Data 1. Tabel 1 (frekuensi resonansi dasar pada panjang pipa berbeda) a. Mencari V (kecepatan bunyi diudara) 1. f0=



V 2l



V= f0 x 2l



2. f0=



V 2l



V= f0 x 2l



3. f0 =



V 2l



V= f0 x 2l



= 1250 (2 x 0.2)



= 1250 (2 x 0.3)



= 1250 (2 x 0.4)



= 1250 x 0.4



= 1250 x 0.6



= 1250 x 0.8



= 500 m/s 4. f0=



= 750 m/s



V 2l



5. f0=



V= f0 x 2l



= 800 m/s



V 2l



V= f0 x 2l



= 1250 (2 x 0.5)



= 1250 (2 x 0.7)



= 1250 x 1.0



= 1250 x 0.14



= 1000 m/s



= 700 m/s



b. Mencari f0 diketahui V= 340 m/s 1. f0=



V 2l 340 2 x 0.2



=



= 850 Hz 4. f0= =



V 2l 340 2 x 0.5



= 340 Hz



2. f0= =



V 2l



3. f0=



340 2 x 0.3



=



= 566.67 Hz 5. f0= =



V 2l 340 2 x 0.4



= 425 Hz



V 2l 340 2 x 0.7



= 578 Hz



2. Tabel 2 Frekunsi resonansi dasar dan frekuensi nada atas pada pipa terbuka a. Mencari



fn f0



1. F0 = =



fn f0 500 500



= 1 Hz fn 4. F0 = f0



2. F0 = =



fn f0 1500 500



= 3 Hz fn 5. F0 = f0



3. F0 = =



fn f0 1750 500



= 3.5 Hz fn 6. F0 = f0



2500 500



=



= 5 Hz



=



3000 500



=



= 6 Hz



3500 500



= 7 Hz



b. Mencari V (kecepatan bunyi di udara) 1. Fn =



( n+1 ) V 2l



2. Fn =



( n+1 ) V 2l



3. Fn =



( n+1 ) V 2l



F0 =



( 0+1 ) V 2l



F1 =



( 1+1 ) V 2l



F2 =



( 2+ 1 ) V 2l



F0 =



V 2l



F1 =



2V 2l



F2 = 3



V = f0 x 2l



V = f1 x l



= 500 x (2 x 0.3)



= 1500 x (0.3)



= 300 m/s



= 450 m/s



V 2l



3V = f2 x 2l 3V= 1750 x (2 x 0.3) 3V= 1750 x 0.6 V = 350 m/s ( n+1 ) V 6. Fn = 2l



4. Fn =



( n+1 ) V 2l



5. Fn =



( n+1 ) V 2l



F3 =



( 3+1 ) V 2l



F4 =



( 4+ 1 ) V 2l



F5 =



( 5+1 ) V 2l



F3 =



4V 2l



F4 =



5V 2l



F5 =



6V 2l



2V = f3 x l



5V = f4 x 2l



3V = f5 x l



2v= 1750 x (0.3)



5V= 2500 x (0.6)



3V= 500 x (0.6)



= 262.5 m/s



= 300 m/s



= 350 m/s



3. Tabel 2 Frekunsi resonansi dasar dan frekuensi nada atas pada pipa tertutup a. Mencari



fn f0



1. F0 = =



fn f0



500 500



= 1 Hz



2. F0 = =



fn f0



750 500



= 1.5 Hz



3. F0 = =



fn f0 1250 500



= 2.5 Hz



4. F0 = =



fn f0



5. F0 =



1500 500



=



= 3 Hz



fn f0



6. F0 =



3500 500



=



= 7 Hz



fn f0 5000 500



= 10 Hz



c. Mencari V (kecepatan bunyi di udara) 1. Fn



=



2. Fn



( 2n+ 1 ) V 4l



( 2+ 1 ) V 4l



F2 =



5V 4l



F1 =



( 2.1+ 1 ) V 4l



F0 =



V 4l



F1 =



3V 2l



= 600 m/s



( 2n+ 1 ) V 4l



F2 =



( 2.0+1 ) V 2l



= 500 x (4 x 0.3)



3. Fn =



( 2n+ 1 ) V 4l



F0 =



V = f0 x 4l



=



3V = f1 x 4l 3V= 750 x (4 x 0.3) = 300 m/s



5V = f2 x 4l 5V= 1250 x (4 x 0.3) 5V= 1250 x 1.2 V = 300 m/s



4. Fn =



( 2n+ 1 ) V 4l



5. Fn =



( 2n+ 1 ) V 4l



6. Fn =



( 2n+ 1 ) V 4l



F3 =



( 2.3+1 ) V 4l



F4 =



( 2.4+1 ) V 4l



F5 =



( 2.5+1 ) V 4l



F3 =



7V 4l



F4 =



9V 4l



F5 =



11V 4l



7V = f3 x 4l



9V = f4 x 4l



11V = f5 x 4l



= 1500 x (1.2)



9V= 3500 x (1.2)



11V=



= 257.1 m/s



= 466.7 m/s



(1.2)



5000 x



= 545.5 m/s G. Tugas Pasca Praktikum 1. Apa yang dapat anda simpulkan tentang hubungn panjang piap dan frekuensi resonansi? Jelaskan jawaban anda!



2. Berdasarkan data pada tabel 2, deret apakah yang dibentuk oleh perbandingan antara frekuensi atas dan frekuensi dasar pipa? Sesuaikan deret tersebut dengan deret harmonik untuk pipa tertutup? Jelaskan jawabanmu! 3. Bersadarakan data pada tabel 3, deret apakah yang dibentuk oleh perbandingan antara frekuensi atas dan frekuensi dasar piapa? Sesuaikan deret tersebut dengan deret harmonik untuk pipa tertutup? Jelaskan jawabanmu! 4. Faktor-faktor apa yang menyebabkan kesesuaian atau ketidaksesuaian antara teori dengan hasil data praktikum! Jawaban! 1. Hubungan panjang pipa dan frekuensi resonansi sangat mempengaruhi satu sama lain, semakin panjang pipa maka frekuensi resonansinya semakin kecil dan begitu juga sebaliknya. 2. Deret yang dibentuk oleh perbandingan antara frekuensi atas dan frekuensi dasar pada pipa terbuka deret bilangan bulat atau merupakan resonansi harmonik baik ganjil maupun genap (n= 1, 2, 3, 4, .....). data percobaan yang dihasilkan pada praktikum ini tidak sesuai dengan teori yang ada. Hal ini disebabkan karena adanya Human Error. 3. Deret yang dibentuk oleh perbandingan antara frekuensi atas dan frekuensi dasar pada pipa tertutup deret bilangan ganjil (n=1, 3, 5, 7, .....). dari data percobaan yang dihasilkan pada praktikum ini tidak sesuai dengan teori yang ada yaitu (n= 1, 1.5, 2.5, 3, 7, 10) hal ini disebabkan karena adanya kesalahan dalam praktikum. 4. Faktor-faktor yang menyababkan kesesuaiana atau ketidaksesuaian dari hasil praktikum dengan teori bisa saja diakrenakan kesalahan praktikan pada saat proses praktikum berlangsung. Pengukuran pistn yang tidak sesuai, melihat keadaan stabil jarum pada SLM yang kurang teliti. H. Pembahasan Dalam praktikum kali ini yaitu percobaan pipa organa yang mana menggunakan 3 macam percobaan, yaitu percobaan frekuensi resonansi, pada



pipa tertutup dan pipa terbuka. Melalui percobaan ini dapat diketahui deret dari masing-masing pipa yaitu pipa terbuka dan pipa tertutup. Menurut teori deret pada pipa terbuka yaitu adalah bilangan asli (n= 1, 2, 3, 4, 5, ....). pada percobaan yang dihasilkan ketika praktikum deret yang dihasilkan tidak sesuai dengan teori. Begitupun dengan percobaan pipa tertutup. Meenurut teori, deret pipa tertutup adalah bilangan ganjil. Data percobaan yang dihasilkan tidak sesuai dengan teori yang ada. Pada saat percobaan pipa tertutup frekunsinya 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 diujung terbuka (dimana udara dapat bergerak bebas). Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi ketika praktikum adalah human error. Kurang telitinya praktikan pada saat melihat jarum SLM dan memutar level pada pembangkit frekuensi audio. Alat praktikum yang terbatas juga dapat mempengaruhi hasil pada saat percobaan. I. Kesimpulan Dari percobaan diatas dapat disimpulkan bahwa: 1. Semakin besar atau panjang pipa maka semakin kecil frekuensi yang dihasilkan. 2. Frekuensi berbanding lurus dengan tangga nada. Semakin besar frekuensi maka semakin besar pula tangga nada tersebut. 3. Bunyi adalah gelombang longitudinal yang dapat merambat melalui berbagai medium. J. Komentar Adapun komentar setelah mengikuti praktikum ini adalah: 1. Untuk praktikan agar lebih memahami materi yang akan di ujikan pada saat praktikum 2. Pada saat praktikum terganggu oleh praktikan yang lain karena tempat yang kurang memadai K. Daftar Pustaka



Halliday, David. 1978. Fisika Jilid 1 Edisi Tiga. Erlangga: Jakarta Ishaq, Muhammad. 2006. Fisika Dasar. Graha Ilmu: Yogyakarta Serway, Raymond A dan John W. Jewt. 2009. Fisika untuk Sains dan Teknik Edisi 6 Buku 7. Erlangga: Jakarta.