LKPD-Percobaan Melde

Praktikum Melde

Lembar Kerja Peserta Didik (LKPD) Praktikum Virtual

Materi: Cepat Rambat Gelombang Pada Dawai (Hukum Melde)

A. Judul Percobaan

Menentukan Cepat Rambat Gelombang pada Dawai Menggunakan Hukum Melde.

B. Tujuan Percobaan

  1. Menentukan besar cepat rambat gelombang pada dawai (\(v\)).
  2. Memahami pengaruh gaya tegangan tali (\(F\)), panjang tali (\(L\)), dan rapat massa linier (\(\mu\)) terhadap cepat rambat gelombang.
  3. Membuktikan nilai frekuensi sumber getar (\(f\)) berdasarkan panjang gelombang (\(\lambda\)).

C. Alat dan Bahan

  • Catu Daya (Power Supply) sebagai sumber tegangan listrik.
  • Vibrator (Sumber getar gelombang).
  • Katrol dan Beban Gantung (untuk memberikan gaya tegangan tali \(F\)).
  • Dawai / Tali sebagai medium rambatan.
  • Mistar Ukur / Penggaris untuk mengukur panjang gelombang (\(\lambda\)).
  • Neraca Digital untuk menimbang massa tali dan massa beban.

D. Langkah Kerja

  1. Ukur panjang tali (\(L\)) dengan mistar, lalu timbang massa tali (\(m_{\text{tali}}\)) menggunakan neraca digital untuk menghitung rapat massa linier (\(\mu = \frac{m_{\text{tali}}}{L}\)).
  2. Rangkai alat percobaan dengan mengikatkan salah satu ujung tali pada vibrator dan melewatkan ujung lainnya pada katrol.
  3. Gantungkan beban (\(m\)) pada ujung tali di atas katrol untuk menghasilkan gaya tegangan tali (\(F = m \cdot g\)).
  4. Hubungkan vibrator ke catu daya dan nyalakan hingga terbentuk gelombang stasioner dengan amplitudo maksimal.
  5. Ukur panjang gelombang (\(\lambda\)) atau panjang tiap segmen gelombang menggunakan mistar.
  6. Ulangi langkah percobaan hingga 5 kali dengan memvariasikan massa beban (\(m\)) atau panjang tali. Catat data ke dalam tabel pengamatan.

E. Hasil Praktikum (Tabel Pengamatan 5 Variasi)

*Silakan isi kolom putih di bawah ini. Kolom Tegangan F, \(\mu\), \(\lambda\), dan Kecepatan \(v\) akan terhitung otomatis!

No Massa Beban \(m\) (kg) Massa Tali \(m_{\text{tali}}\) (kg) Panjang Tali \(L\) (m) Frekuensi \(f\) (Hz) Tegangan \(F = m \cdot g\) (N) Rapat Massa \(\mu\) (kg/m) Panjang Gelombang \(\lambda\) (m) v Hitung (\(\lambda \cdot f\)) (m/s) v Teori (\(\sqrt{\frac{F}{\mu}}\)) (m/s)
1 0.49 0.0017 17.00 17.00
2 - - - -
3 - - - -
4 - - - -
5 - - - -

F. Perhitungan dan Pembahasan

Contoh analisis perhitungan untuk Percobaan 1:

1. Gaya Tegangan Tali (\(F\)):

$$F = m \cdot g = 0{,}050 \text{ kg} \times 9{,}8 \text{ m/s}^2 = 0{,}49 \text{ N}$$

2. Rapat Massa Linier (\(\mu\)):

$$\mu = \frac{m_{\text{tali}}}{L} = \frac{0{,}002 \text{ kg}}{1{,}20 \text{ m}} = 0{,}00167 \text{ kg/m}$$

3. Cepat Rambat Teori (\(v_{\text{teori}}\)):

$$v_{\text{teori}} = \sqrt{\frac{F}{\mu}} = \sqrt{\frac{0{,}49}{0{,}00167}} \approx 17{,}13 \text{ m/s}$$

4. Cepat Rambat Berdasarkan Frekuensi & Panjang Gelombang (\(v_{\text{hitung}}\)):

$$v_{\text{hitung}} = \lambda \cdot f = 0{,}34 \text{ m} \times 50 \text{ Hz} = 17{,}00 \text{ m/s}$$

G. Kesimpulan

Berdasarkan percobaan hukum Melde yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

  1. Cepat rambat gelombang (\(v\)) pada dawai berbanding lurus dengan akar gaya tegangan tali (\(\sqrt{F}\)) dan berbanding terbalik dengan akar rapat massa linier tali (\(\sqrt{\mu}\)).
  2. Besar cepat rambat gelombang hasil perhitungan eksperimen (\(\lambda \cdot f\)) memiliki nilai yang mendekati kesesuaian teori (\(\sqrt{\frac{F}{\mu}}\)).
  3. Panjang gelombang (\(\lambda\)) yang terbentuk pada dawai dipengaruhi oleh frekuensi sumber getar (\(f\)) serta besarnya tegangan yang diberikan pada tali.

Komentar