Cepat Rambat Gelombang Bunyi, Transversal, Dawai, Zat Padat Cair Dan Gas, Rumus Fisika, Teladan Soal, Jawaban

Cepat Rambat Gelombang Bunyi, Transversal, Dawai, Zat Padat Cair dan Gas, Rumus Fisika, Contoh Soal, Jawaban.

1. Cepat Rambat Gelombang Transversal pada Dawai

Cepat rambat gelombang transversal pada dawai atau kawat, diselidiki memakai sebuah alat yang disebut sonometer. Sonometer merupakan sebuah piranti yang terdiri atas kotak kosong berlubang dengan kawat yang ditegangkan di atasnya. Satu ujung diikatkan, ujung yang lain dilewatkan katrol yang pada ujungnya diberi beban untuk memberi tegangan kawat. Jika kawat digetarkan, maka nada yang dihasilkan sanggup ditala dengan garputala. 

Gambar 1. Sonometer untuk menyelidiki cepat rambat gelombang tranversal pada dawai.

Dengan cara ini, imbas dari panjang dan tegangan kawat sanggup diselidiki. Frekuensi (f) yang dihasilkan dinyatakan dengan persamaan:

dengan :

f = frekuensi (Hz)

l = panjang kawat atau dawai (m)

F = tegangan kawat atau beban (N)

μ = massa kawat per satuan panjang (kg/m)

2. Cepat Rambat Bunyi

Bunyi merupakan getaran yang sanggup ditransmisikan oleh air, atau material lain sebagai medium (perantara). Bunyi merupakan gelombang longitudinal dan ditandai dengan frekuensi, intensitas (loudness), dan kualitas. Kecepatan suara bergantung pada transmisi oleh mediumnya.

2.1. Cepat Rambat Bunyi pada Zat Padat

Modulus elastisitas atau modulus Young yaitu perbandingan antara tegangan (stress) dengan regangan (strain) dari suatu benda.

Siapakah Thomas Young? Thomas Young yaitu hebat fisika sekaligus dokter yang menemukan teori gelombang, fasilitas mata, astigmatisma, aturan interferensi cahaya, dan aneka macam inovasi lain. 

Gelombang suara yang merambat dalam medium zat padat mempunyai cepat rambat yang besarnya dipengaruhi oleh modulus Young dan massa jenis zat, yang dirumuskan:

dengan E (selain E juga sanggup di gunakan Y) yaitu modulus Young (N/m2) dan ρ menyatakan massa jenis zat padat (kg/m3).

2.2. Cepat Rambat Bunyi pada Zat Cair

Laju gelombang suara dalam suatu medium yang mempunyai modulus curah B (bulk modulus) dan rapat massa dinyatakan oleh persamaan:

dengan ρ yaitu massa jenis zat cair, dan β yaitu modulus curah, yang menyatakan perbandingan tekanan pada sebuah benda terhadap fraksi penurunan volume (N/m2).

2.3. Cepat Rambat Bunyi pada Zat Gas

Kecepatan suara untuk gas, nilai E yang memengaruhi cepat rambat suara pada zat padat setara dengan modulus bulk adiabatis, yaitu:

dengan P yaitu tekanan gas dan γ yaitu nisbah kapasitas terminal molar. Ini setara dengan:

dengan :

R = tetapan molar gas (J/mol K)

M= massa satu mol gas

T = suhu termodinamika (K)

v = cepat rambat suara (m/s)

Sementara itu, γ merupakan konstanta yang bergantung pada jenis gas, untuk udara mempunyai nilai 1,4.

Praktikum / Percobaan Fisika Sederhana :

Tujuan : Melakukan pengukuran kecepatan suara pada aneka macam zat alir.

Alat dan materi : Amplifier penimbul bunyi, Audio Frequency Generator (AFG), instrumen penangkap bunyi, Cathode Ray Osciloscope (CRO), mike kondensor, ruang bunyi, medium alir dan wadahnya.

Cara Kerja :

1. Rangkailah percobaan sesuai dengan gambar di atas.
2. Pasanglah amplifier dan AFG pada posisi on, dan atur AFG dengan suatu frekuensi terpilih yang mengakibatkan suara pada amplifier.
3. Pasanglah sistem penangkap suara dan CRO pada posisi on. Amati apakah suara tertangkap oleh sistem dengan melihat perubahan pulsa CRO. Bila tertangkap berarti sistem percobaan baik, dan bila tidak lihatlah mungkin ada belahan yang tidak terhubung.
4. Masukkan medium air yang akan diteliti ke dalam wadah bunyi, dan mike kondensor yang terlindung ke dalam medium itu.
5. Gerakkan mike kondensor, dan lihatlah perubahan tinggi pulsa yang terjadi pada CRO. Ketika diperoleh pulsa tertinggi pertama catat letaknya sesuai penggaris yang tersedia. Demikian juga dikala terjadi pada pulsa tertinggi kedua, ketiga, dan seterusnya.
6. Ukurlah jarak antara pulsa pertama dengan pulsa ketiga, dan inilah panjang gelombang suara pada medium yang diteliti (λ_m) pada frekuensi yang dipakai yaitu f_m.
7. Sesuai dengan relasi v = f . λ , maka kecepatan suara pada medium itu sanggup ditentukan.
8. Ulangi percobaan untuk penggunaan frekuensi yang berbeda.
9. Ulangi percobaan untuk aneka macam medium yang berbeda.

Diskusi :

1. Bagaimana kecepatan suara pada tiap medium yang digunakan?
2. Apa yang sanggup disimpulkan dari percobaan ini?

Contoh Soal 1 : [1]

Tentukanlah laju suara di udara pada suhu 0° C, jikalau konstanta Laplace = 1,4!

Penyelesaian:

Diketahui: 

γ = 1,4

T= 0 °C = 273 K

Ditanyakan: v = . . . ?

Pembahasan :

Dengan memakai persamaan 2, maka sanggup dihitung:

Anda kini sudah mengetahui Cepat Rambat Gelombang Bunyi. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Budiyanto, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. p. 298.

Referensi Lainnya :

[1] Siswanto dan Sukaryadi. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. p. 218.

Share this post