fisika

Posted by : Unknown Senin, 10 Maret 2014

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kami Panjatkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat limpahan Rahmat, Taufik, Hidayah dan Inayah-Nya sehingga kami dapat menyusun laporan praktikum fisika yang berjudul "PELAYANGAN DAN KISI DIFRAKSI” ini tepat pada waktunya.

Kami menyadari bahwa di dalam pembuatan laporan praktikum ini tidak lepas dari berbagai hambatan dan rintangan, namun berkat bantuan dan tuntunan Tuhan Yang Maha Esa dan dari bantuan berbagai pihak segala macam hambatan dapat teratasi. Untuk itu dalam kesempatan ini kami menghaturkan rasa hormat dan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang membantu dalam pembuatan tugas ini. Terutama kepada Bapak Kusmogo Waluyo , S.Pd. M.Pd. selaku pengajar dan pembimbing kami mata pelajaran Fisika di SMA 1 Kedungwuni.

Akhir kata semoga laporan praktikum fisika ini dapat memberikan manfaat kepada para pembaca. Kami menyadari bahwa kami adalah manusia yang mempunyai keterbatasan dalam berbagai hal. Oleh karena itu tidak ada hal yang dapat diselesaikan dengan sangat sempurna. Begitu pula dengan tugas ini yang telah kami selesaikan. Kami begitu menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya. Untuk itu kritik dan saran dari pembaca sangat kami harapkan untuk penyempurnaan tugas-tugas kami selanjutnya.

Penulis

Kelompok 3

BAB 1

PENDAHULUAN

A. Tujuan

1. Tujuan diadakannya praktikum pelayangan ini adalah agar para siswa :

· Untuk memperlihatkan terjadinya layangan.

· Dapat menentukan hubungan frekuensi layangan dengan masing-masing getaran yang menyebabkan layangan itu.

B. Waktu dan Tempat Praktikum

Waktu : 18 September 2013

Tempat : Laboratorium Fisika, SMA 1 KEDUNGWUNI

BAB II

LANDASAN TEORI

1. Pelayangan Gelombang

Pada saat dua gelombang dengan frekuensi sama bertemu, kita akan melihat prinsip superposisi linear dapat menjelaskan konsep interfrensi konsruktif dan interfrensi deskruktif. Jika dua gelomabang bunyi yang berfrekuensi berbeda sedikit bertemu, ternyata konsep superposisi linear dapat juga menjelaskan konsep fenomena layangan. Karena arah rambat kedua gelombang bunyi sama maka kedua gelombang bunyi tersebut saling tumpang tindih sepanjang perambatannya. Gelombang resultan (jumlah kedua gelombang bunyi posisinya paling bawah) tampak seperti sebuah gelombang tunggal di mana amplitudonya selalu berubah-ubah. Gelombang resultan bisa diketahui dengan menerapkan prinsip superposisi pada kedua gelombang yang saling tumpang tindih. Fekuensi kedua gelombang bunyi sedikit berbeda sehingga fasenya tidak selalu sama sepanjang waktu. Pada saat tertentu, kedua gelombang bunyi tepat sefase, pada saat tertentu keduanya berbeda fase pada saat tertentu keduanya tepat berlawanan fase. Ketika kedua gelombang bunyi tepat sefase maka terjadi interferensi konstruktif. Dalam hal ini, amplitudo gelombang resultan bernilai maksimum (Amplitudo berkaitan dengan intensitas. Intensitas berkaitan dengan kenyaringan atau kuat lemahnya bunyi. Jika amplitudo maksimum maka intensitas juga maksimum. Dalam hal ini bunyi terdengar lebih keras).

Ketika kedua gelombang bunyi tepat berlawanan fase maka amplitudo gelombang resultan bernilai nol (Tidak ada bunyi yang didengar). Perubahan amplitudo gelombang resultan berlangsung secara terus menerus sepanjang waktu, sepanjang perambatan kedua gelombang bunyi yang berinterferensi. Adanya perubahan amplitudo gelombang bunyi secara terus menerus ini menyebabkan perubahan kenyaringan bunyi yang terjadi secara terus menerus, yang kita dengar sebagai layangan.

Gambar 3.4 (a) Dua gelombang dengan frekuensi 16 Hz (warna biru) dan 18 Hz (warna merah). (b) Superposisi dua gelombang dengan frekuensi 16 Hz dan 18 Hz menghasilkan frekuensi layangan 2 Hz.

Ketika dua gelombang berinterferensi, perhatikan sebuah titik dalam medium itu. Pergeseran masing-masing gelombang di titik itu dapat digambarkan sebagai fungsi waktu (Gambar 3.4(a)). Panjang total sumbu waktu menyatakan 1 s, sedangkan frekuensi masing-masing gelombang berturut-turut 16 Hz (grafik warna biru) dan 18 Hz (grafik warna merah). Berdasarkan prinsip superposisi, kita menambahkan kedua pergeseran pada setiap saat untuk menentukan pergeseran total pada saat itu. Hasil superposisi ditunjukkan pada Gambar 3.4(b)). Pada saat

dan

kedua gelombang sefase. Artinya, kedua gelombang itu saling memperkuat sehingga amplitudo totalnya maksimum. Akan tetapi, karena frekuensinya sedikit berbeda, kedua gelombang itu tidak dapat sefase dalam setiap waktu. Pada saat tertentu, misalnya

kedua gelombang itu tepat berlawanan fase. Artinya, kedua gelombang itu saling meniadakan sehingga amplitudo totalnya sama dengan nol. Gelombang resultan pada Gambar 3.4(b) tampak seperti sebuah gelombang sinusoidal tunggal yang amplitudonya berubah-ubah dari maksimum ke nol dan kembali ke maksimum lagi.

Berdasarkan uraian di atas, dalam waktu 1 s amplitudo resultan memiliki dua maksimum dan dua minimum sehingga frekuensi perubahan amplitudo ini adalah 2 Hz. Perubahan amplitudo ini menyebabkan perubahan kenyaringan yang dinamakan layangan dan frekuensi di mana kenyaringan itu berubah dinamakan frekuensi layangan. Frekuensi layangan sama dengan selisih kedua frekuensi gelombang yang berinterferensi.

Kita akan membuktikan bahwa frekuensi layangan sama dengan selisih antara frekuensi

dan

Diandaikan

atau

dengan

dan

berturut-turut menunjukkan periode yang bersesuaian dengan frekuensi

dan

Jika kedua gelombang itu mula-mula sefase pada

kedua gelombang itu akan sefase lagi apabila gelombang pertama telah bergerak tepat satu siklus lagi melebihi gelombang kedua. Hal ini akan terjadi pada nilai

yang sama dengan

Jika

menunjukkan jumlah siklus gelombang pertama dalam waktu

jumlah siklus gelombang kedua dalam waktu

adalah

Jadi,

dan

Dari dua persamaan ini diperoleh,

Akan tetapi,

sehingga

Seperti telah disebutkan di atas, frekuensi layangan sama dengan selisih antara kedua frekuensi gelombang yang berinterferensi. Frekuensi layangan selalu positif, sehingga

pada Persamaan (3-23) selalu menunjukkan frekuensi yang lebih tinggi.

BAB III

PEMBAHASAN

A. Tujuan

1. Memperlihatkan terjadinya layangan

2. Menentukan hubungan frekuensi layangan dengan masing-masing getaran yang menyebabkan layangan itu.

B. Alat

1. Plat baja (gergaji besi)

2. 2 bandul yang sama

3. Benang

4. Statip dan klem

5. Stopwatch

6. Penggaris

C. Kegiatan

D C B A

J I2 k I1

1. Memasangkan alat-alat seperti pada gambar!

2. Menentukan dengan stopwatch frekuensi ayunan per menit dari masing- masing ayunan P1 dan P2

Untuk P₁ : f₁= 60 x 20= 42,85 ayunan/menit (1)

Untuk P₂ : f₂ = 60 x 20= 38,7 ayunan/menit (2)

Untuk fb 1=

3. Ketika menentukan f2 angkat P2 sedikit hingga I2 kendor.

4. Tentukan waktu untuk melakukan 20 ayunan penuh, missal t detik maka f =

ayunan/menit.

Demikian pula menentukan f₂ (dengan cara yang sama)
(Sudah ada pada no. 2)

5. Sekarang P₁ dan P₂ diayunkan berama-sama. Mula-mula P₁ dan P₂ diberi simpangan yang sama besar ± 10 cm dari sikap setimbangnya, dengan arah yang sama, kemudian serentak dilepaskan.

Kedua ayunan (= getaran) dari P1 dan P2 mengadakan interferensi, yaitu bersama-sama mempengaruhi plat baja. Perhatikan gerak(getar) titik ujung A yang memperlihatkan hasil interferensi tersebut.

Jelaskan gerak ujung A yang Nampak olehmu? Ujung A akan Nampak untuk cenderung diam, Pada saat bersamaan ayunan mencapai maksimum, namun ketika berlawanan simpangan mencapai minimum. (3)

Apa yang dapat anda ketahui tentang fase-fase getar P₁ dan P₂ (getaran komponen) pada saat :

a. Amplitude getar A maksimum (kedua getar komponen saling memperkuat).

Pada saat kedua bandul bergerak secara bersama-sama (Fb) (4)

b. Amplitude getar A minimum (kedua getar komponen saling memperkuat)

Pada saat kedua bandul bergerak berlawanan (5)

6. Terjadinya perubahan amplitude (maksimum dan minimum) secara periodik akibat 2 getar komponen disebut peristiwa layangan.

7. Hitunglah frekuensi layangan pada percobaan di atas!

Petunjuk : periode layangan = waktu dari maksimum ke maksimum berikut.

= waktu dari minimum ke minimum berikutnya.

Catatlah lamanya 2 periode layangan, yaitu waktu dari terjadinya maksimum pertama (pada saat ini kedua ayunan serempak) hingga maksimum ketiga, missal selama t detik maka periode ayunan=t/2 detik atau t/120 menit dan frekuensi ayunannya (kebalikan dari periode) =120/t layangan per menit.

Pada percobaan ini frekuensi layangan, f = 120 = 8,95 Hz/menit.

13,4 (6)

8. Ulangi kegiatan tersebut di atas dengan menggunakan beban-beban yang sama tetapi panjang ayunan 45 cm dan 55 cm.

Frekuensi-frekuensi ayunan adalah: f₁ = 60 x 20 = 47,24 Hz/menit (7)

25,4

Dan f₂ = 60 x 20 = 37,50 Hz/menit

32 (8)

Hitunglah frekuensi layangan yang terjadi pada kegiatan itu.

Frekuensi layangan sekarang : 120 = 9,6 Hz/menit

12,5 (9)

9. Dapatlah anda menyimpulkan hubungan antara frekuensi layangan dengan frekuensi masing-masing getar komponen dari data-data dalam table tersebut?

Frekuensi layangan merupakan selisih antara masing-masing frekuensi komponen dari data-data dalam tabel tersebut?

∆f = 9,74 Hz fL (Frekuensi Layangan) = 9,6 Hz (10)

Atau dapat dirumuskan :

F_layangan= fL dengan ∆f menjauhi (11) 10. Percobaan tersebut di atas merupakan model/simulasi periatiwa layangan yang terjadi (terdengar) jika kita dengarkan bersama-sama dua sumber bunti yang frekuensinya berbeda sedikit.

Dalam model=simulasi ini plat bei diumpamakan sebagai interferensi (12)

dan kedua ayunan sebagai sumber bunyi (13)

yang mengadakan interferensi dan mengaibatkan terjadinya layangan.

11. Isikan dalam table hasil-hasil percobaan 1 dan 2!

No. percobaan	Frekuensi ayunan 1 f1 (get/mnt)	Frekuensi ayunan 2 f2 (get/mnt)	f2 -f1 (get/mnt)	Frekuensi layangan (layangan/mnt)
1.	42,85 Hz	38,7 Hz	4,15 Hz	4,8 Hz
2.	35,3 Hz	38,7 Hz	3,4 Hz	3,24 Hz