PERCOBAAN GELOMBANG BERJALAN PADA BIDANG/PERMUKAAN

 LAPORAN HASIL PERCOBAAN 

GELOMBANG BERJALAN PADA BIDANG/PERMUKAAN

 

1. Tujuan Percobaan

• Memahami sifat gelombang pada bidang atau permukaan yang terjadi pada permukaan air di atas tangki riak

• Memahami gejala pemantulan, pembiasan, difraksi, dan interferensi gelombang

• Memahami perbedaan gelombang yang dihasilkan dengan menggunakan sumber frekuensi yang berbeda..

2. Alat dan Bahan 

No	Nama Alat/Bahan	Katalog	Jumlah
1	Set tangki riak		1
2	Catu daya		1
3	Kabel penghubung		2
4	Motor pembangkit getaran		1
5	Pembangkit gelombang lurus		1
6	Pembangkit gelombang lingkaran		1
7	Pembangkit gelombang ganda		1
8	Selang penghantar		3
9	Keping penghalang lurus panjang		2
10	Keping penghalang lurus pendek		1
11	Keping penghalang lurus melengkung		1
12	Pembias dari kaca		1
13	Air jernih		Secukupnya

3. Dasar Teori

Gelombang adalah suatu gangguan yang menjalar dalam suatu medium dimana medium tersebut merupakan sekumpulan benda yang saling berinteraksi. Fenomena gelombang dapat dilihat sperti pada ombak di lautan, riak-riak air di kolam, senar pada dawai, dan lain-lain. Bentuk gelombang yang biasa dilihat dalam kehidupan sehari-hari adlah gelombang mekanik. Gelombang mekanik merupakan suatu gangguan yang berjalan melalui beberapa materi atau zat perambatan yang dinamakan medium.

                     Gambar 1. Gelombang Merambat pada Permukaan Air

Gelombang merambat di sepanjang suatu medium dan sampai ke batas medium gelombang tesebut  akan dipantulkan. Bila gelomabang datang itu terus ada, gelombang pantul pun itu erus ada. Kedua gelombang bersilangan  pada medium. Terjadilah saling pengaruhi (interferensi) diantara gelombang datang dan gelombang pantul.

Bila kondisi memungkikan, interferensi itu akan menghasilkan gelombang yang disebut gelombang  berdiri,  atau gelomabang stasioner. Gelombang berdiri memiliki ciri adanya titik-titik  yang tidak bergetar (yang disebut simpul) pada jarak-jarak tertentu, dan adanya titik-titik yang memiliki amplitude maksimum  pada jarak-jarak tertentu pula (yang disebut perut). Untuk gelombang  berdiri transversal yang merambat pada seutas tali, bentuk gelombang berdiri itu kira-kira seperti Gambar 2.

                                 Gambar 2. Gelombang Berdiri

Jarak antara dua simpul berurutan sama dengan setengah panjang gelombang (1/2λ). Jarak antara tiga simpul berurutan sama dengan λ. Begitu pula jarak antar perut. (Gambar 2).

 

4. Prosedur Percobaan

1. Pemantulan Gelombang Lingkaran

1. Siapkan tangki gelombang yang akan dipergunakan pada percobaan.

2. Isi tangki gelombang dengan air bersih hingga kedalaman air 1-1,5 cm.

3. Susun alat dan bahan percobaan sesuai dengan skema berikut.

                Gambar 3. Rangkaian Alat Percobaan Tangki Gelombang

4. Teteskan air di tengah-tengah permukaan tangki gelombang dan amati apa yang terjadi pada permukaan air yang pada mulanya tenang.

5. Letakan pealt penghalang lurus panjang di dalam tangki gelombang seperti pada gambar 4 dan teteskan kembali air pada permukaan tangki gelombang

                                                              Gambar 4. Percobaan 1

6. Gunakan pembangkit gelombang lingkaran utuk menghasilkan bentuk gelombang melingkar yang merambat pada permukaan air di tangki gelombang.

7. Gunakan lampu penerang stroboskop untuk membuat gelombang-gelombang berjalan tersebut seolah-olah diam. (pada keadaan ini panjang gelombangnya menjadi mudah diukur).

8. Amati dengan teliti cara mengukur panjang satu gelobang! Sketsa gambar bentuk gelombang pada tabel 1 dan tandai yang disebut sebagai 1λ

9. Ubah frekuensi gelombang menjadi lebih tinggi  dari keadaan semula , amati dan catat perubahan yang terjadi!

10. Letakan pelat penghalang lurus panjang di dalam tangki gelombang seperti pada gambar 5.

 

                                Gambar 5. Percobaan 1 Pembangkit Gelombang Lingkaran

11. Amati dan sketsakan bentuk gelombang datang dan gelombang pantul yang dihasilkan

12. Ulangi langkah j-k, namun kali ini menggunakan penghalang melengkung yang kedua sisinya dihadapkan secara bergantian.

2. Pemantulan gelombang datar

1. Siapkan alat-alat percobaan seperti pada percobaan gelombang melingkar sebelumnya!

2. Gunakan pembangkit gelombang lurus untuk menghasilkan bentuk gelombang datar yang merambat pada permukaan air di tangki gelombang

                                  Gambar 6. Percobaan 2 Pembangkit Gelombang Lurus

3. Ulangilangkah yang sama seperti percobaan pemantulan gelombang melingkar (langkah 1f-1k)

4. Amati dan sketsa gambar bentuk gelombang pada tabel 1 dan tandai yang disebut sebagai 1λ

5. Amati dan sketsakan bentuk gelombang datang dan gelombang  pantul yang dihasilkan

6. Ubah frekuensi gelombang menjadi lebih tinggi dari keadaan semula, amati dan catat perubahan  yang terjadi!

7. Kali ini gunakan penghalang melengkung yang kedua sisinya dihadapkan secara bergantian dan ulangi langkah d-f. 

5. Data Pengamatan 

  Tabel 1. Hasil Pengamatan Pemantulan Gelombang

No	Pembangkit	Penghalang	Frekuensi	Gambar Gelombang
				Tanpa Penghalang	Diberi Penghalang
1	Gelombang Lingkaran	Tanpa Penghalang	Tinggi
			Rendah
		Lurus Panjang	Tinggi
			Rendah
		Cembung	Tinggi
			Rendah
		Cekung	Tinggi
			Rendah
2	Gelombang Lurus	Tanpa Penghalang	Tinggi
			Rendah
		Lurus Panjang	Tinggi
			Rendah
		Cembung	Tinggi
			Rendah
		Cekung	Tinggi
			Rendah
		Lurus Miring	Tinggi
			Rendah

6. Pengolahan Data

Dari hasil data di atas, diperoleh beberapa gelombang dan beberapa rintangan yang dilalui gelombang. Gelombang yang menggunakan usikan benda titik akan menghasilkan gelombang lingkaran dan gelombang yang menggunakan usikan garis akan menghasilkan gelombang lurus. Disana terdapat interferensi, pembelokan, serta pemantulan terhadap gelombang. Pemantulan dan pembelokan gelombang yang biasanya menghasilkan interferensi destruktif, konstruktif, atau konstruktif parsial. Frekuensi memepengaruhi banyaknya gelombang yang dihasilkan

7. Analisis Data 

Dari percobaan dan dasar teori di atas bahwa gellombang memiliki sifat yang dapat dipantulkan, diinterferensikan dan dibelokkan sebagaimana percobaan yang disinkronkan dengan dasar teori.

8. Pertanyaan

1. Apakah terjadi gangguan terhadap keseimbangan permukaan air ketika air diteteskan pada permukaan tangki gelombang?

Jawab : Ya, ketika air diteteskan pada permukaan tangki, air yang semula diam menjadi terganggu dan terbentuk gelombang air.

2. Bagaimana bentuk permukaan air ketika tetesan air mengenainya?

Jawab : Berbentuk gelombang lingkaran

3. Adakah sesuatu yang tampak merambat? Bagaimana arah rambatannya?

Jawab : Terdapat gelombang yang merambat, dengan arah rambatan tegak lurus dengan arah getarannya.

4. Setelah pada tangki gelombang diberi penghalang, apa yang terjadi pada rambatan gelombang?

Jawab : Terjadi pantulan gelombang sehingga berubah arah rambatannya.

5. Bagaimana cepat rambat gelombang pantul yang terjadi?

Jawab :  Cepat rambat gelombang pantul akan sama dengan gelombang datang dalam medium yang sama.

6. Adakah pengaruh frekuensi terhadap panjang gelombang?

Jawab : Ada, semakin besar frekuensi maka semakin kecil panjang gelombang, dan semakin kecil frekuensi maka semakin besar panjang gelombangnya.

7. Apa yang terjadi pada panjang gelombang ketika frekuensi gelombang dinaikkan?

Jawab : Semakin frekuensi dinaikkan maka panjang gelombang akan semakin kecil.

8. Bagaimana perubahan panjang gelombang datar yang terjadi ketika air melewati daerah yang lebih dangkal? Ke mana arah rambat gelombang tersebut bergerak?

9. Apa yang terjadi setelah gelombang datar dilewatkan pada celah sempit tunggal?

10.   Bagaimana sebuah interferensi konstruktif dan interferensi destruktif terjadi? 

9.  Kesimpulan 

Berdasarkan praktkum mengenai gelombang berjalan pada bidang/permukaan yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Gelombang merambat di sepanjang suatu medium dan sampai ke batas medium gelombang tesebut  akan dipantulkan. Bila gelomabang datang itu terus ada, gelombang pantul pun itu erus ada. Kedua gelombang bersilangan  pada medium. Terjadilah saling pengaruhi (interferensi) diantara gelombang datang dan gelombang pantul.

2. Frekuensi akan mempengaruhi jumlah gelombang yag dihasilkan, semakin besar frekuensi maka semakin kecil panjang gelombang, dan semakin kecil frekuensi maka semakin besar panjang gelombangnya.

10. Referensi  

Halliday, D., Resnick, R., dan Walker, J. 2010. Fisika Dasar, Edisi Ketujuh Jilid 1. 

(Tim Pengajara Fisika ITB). Jakarta : Erlangga.

Scientific, Pudak. 2014. Paduan Contoh-Contoh Percobaan Kit Gelombang Dan 

Termodinamika LPC 120. Bandung: Pudak Scientifik.