Resonansi

LAPORAN PRAKTIKUM BIOFISIKA

“RESONANSI”

Di Susun Oleh :

Yulius Trikurniawan ( 091434020 )

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2012

A.  Judul  : Resonansi Bunyi

B.  Tujuan

Tujuan dari praktikum ini adalah untuk menentukan kecepatan rambat bunyi di udara dengan panjang gelombang dan frekuensi.

C.  Waktu dan Tempat

Praktikum Resonansi Bunyi ini dilaksanakan pada hari Rabu, 26 September 2012 pada pukul 13.00 - 15.00 WIB. Praktikum ini dilaksanakan di Laboratorium Fisika Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

D.  Alat dan Bahan

1.      Bejana berhubungan

2.      Tabung kaca resonansi berskala dengan  panjang 80-100 cm dan diameter 3-4 cm.

3.      Selang plastic

4.      Speaker

5.      Air secukupnya

6.      Amperemeter

E.  Teori Singkat

Resonansi Bunyi

Peristiwa resonansi merupakan peristiwa bergetarnya suatu sistem fisis dengan nilai frekuensi tertentu akibat dipengaruhi oleh sistem fisis lain (sumber) yang bergetar dengan frekuensi tertentu pula dimana nilai kedua frekuensi ini adalah sama. Peristiwa ini dapat kita amati dengan menggunakan kolom udara. Kolom udara dapat dibuat dengan menggunakan tabung yang sebagian diisi air, sehingga kita dapat mengatur panjang kolom udara dengan menaik-turunkan pemukaan air pada tabung. Sistem fisis sumber adalah audio generator yang dapat menghasilkan gelombang bunyi dengan nilai frekuensi bervariasi, sedangkan sistem fisis yang ikut bergetar adalah molekul-molekul udara yang berada dalam kolom. Peristiwa resonansi terjadi saat frekuensi sumber nilainya sama dengan frekuensi gelombang bunyi pada kolom udara yang dicirikan dengan terdengarnya bunyi yang paling keras (amplitudo maksimum).

                     Gambar 1.1

Bunyi

Bunyi adalah kompresi mekanik alat atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat dan gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara. Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz  (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel.

Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan dibawah 20 Hz disebut infrasonik.

Kecepatanbunyi

Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara.

Rumus mencari cepat rambat bunyi adalah

V = λ . F

λ  =  panjang Gelombang bunyi

F =  frekuensi bunyi

F.   Prosedur 

1.        Rangkaian alat-alat eksperimen seperti pada gambar 1.1 di atas sudah disiapkan.

2.        Isi air secukupnya pada bejana penampung air hingga air mengalir ketabung kaca resonansi.

3.        Menyalakan audio generator dan mengatur panjang kolom udara dengan cara menaik-turunkan penampung air secara perlahan sampai tabung resonansi merespon getaran audio generator sehingga terdengar bunyi yang paling keras. Ukur ketinggian kolom udara dalam tabung kemudian hasilnya dicatat.

4.        Selanjutnya turunkan posisi permukaan air untuk mendapatkan bunyi paling keras kedua.

5.        Mengulangi langkah-langkah kerja pertama sebanyak 3 kali, kemudian setelah selesai, cek frekuensinya dengan menggunakan amperemeter.

6.        Selanjutnya melakukan percobaan lagi yang ke 2, dengan mengubah frekuensi terlebih dahulu, ( ukur frekuensi setelah diubah, baru melakukan percobaan lagi ).

7.        Mengulangi langkah-lanakah kerja  sebanyak  3 kali untuk nilai frekuensi sumber bunyi yang berbeda.

8.        Menulis data yang  diperoleh dalam tabel pengamatan.

G. Analisis Data (Tabel)

Dari hasil percobaan menggunakan speaker dengan frekuensi 0,542 kHz = 542 Hz dan frekuensi 0,572 kHz = 572 Hz, menghasilkan data seperti tabel berikut ini :

Tabel 1 frekuensi 0,542 kHz = 542 Hz

NO	L
1	24
2	30
3	32
4	31
5	36
6	38
7	41
8	42
9	43
10	44
11	52
12	80
13	84
14	87
15	88
16	89

Tabel 2 frekuensi 0,572 kHz = 572 Hz

No	l
1	22,5
2	25
3	28
4	30
5	31
6	33
7	34
8	38
9	39
10	41,5
11	42
12	48
13	49
14	50
15	53
16	55
17	56
18	57
19	61
20	65
21	71,5
22	72
23	76
24	80
25	81
26	84
27	88

H.  Perhitungan

Perhitungan untuk tabel 1

    λ₁  = 2 ( l₁  - l₀ )                                                    λ₂  = 2 ( l₂  - l₁ )

        = 2 ( 44 – 36 )                                                      = 2 ( 84 – 40 )

        = 2 × 8                                                                  = 2 × 40

        = 16                                                                      = 80

        V = f . λ = 542 Hz  ×  16  cm                              V = f . λ = 542 Hz  ×  80  cm

                       = 8.672 cm/s                                                        = 43.360 cm/s

Perhitungan untuk tabel 2

    λ  =   2 ( l₁  - l₀ )

        =  2 ( 71,5 – 41,5 )

        = 2 × 30

        = 60 cm

    V = f . λ = 572 Hz  ×  60 cm

                  =  34.320 cm/s

       

I.     Pembahasan/Kesimpulan         

Pembahasan

     Pada percobaan pertama dengan menggunakan speaker pada frekuensi 542 Hz, di peroleh 3 titik bunyi yang paling keras, dimana bunyi paling keras pertama terdapat di titik 44, bunyi paling keras ke-2 pada titik 36 dan yang terakir pada titik 84, angaka-angka tersebut  ditunjukan pada tabung kaca resonansi.

Pada percobaan ke-2 dengan menggunakan speaker pada frekuensi 572 Hz, di peroleh 2 titik bunyi yang paling keras, dimana bunyi yang paling keras pertama terdapat pada titik 41,5 dan yang paling keras ke-2 pada titik 71,5,  angaka-angka tersebut  ditunjukan pada tabung kaca resonansi.

Pada titik tertentu pada tabung kaca resonansi akan terdengar suara yang sangat keras, sedang dan titik tertentu tidak terlalu  terdengar. Peristiwa resonansi terjadi saat frekuensi sumber nilainya sama dengan frekuensi gelombang bunyi pada kolom udara yang dicirikan dengan terdengarnya bunyi yang paling keras (amplitudo maksimum). Hal ini disebabkan oleh l yang berbeda menimbulkan potensi resonansi bunyi yang berbeda dan panjang gelombang mempengaruhi cepat rambat bunyi yang akan dihasilkan.

Kesimpulan

Dari hasil pembahasan dan perhitungan data diatas dapat disimpulkan bahwa semakin dekat permukaan air dalam tabung kaca resonansi dengan sumber suara, maka semakin keras bunyi yang dihasilkan, sedangkan semakin jauh permukaan air dalam tabung kaca resonansi dengan sumber suara maka semakin kecil juga bunyi yang dihasilkan. Kemudian semakin panjang jarak permukaan air dengan sumber suara maka semakin besar panjang gelombang yang dihasilkan, sedangkan semakin pendek jarak antara sumber bunyi dengan permukaan air dalam bejana maka kecepatan ( V ) yang dihasilkan akan semakin cepat juga.