RESONANSI

Tanpa kalian sadari, saat pesawat terbang melintas di atas rumah kalian, kaca-kaca di rumah kita ikut bergetar. Bahkan, ada juga sampai pecah karena getarannya terlalu besar. Hayoo... jadi kalo kaca jendela pecah, belum tentu karena setan.

Jadi, resonansi dapat disimpulkan :

“Peristiwa benda ikut bergetar karena benda lain, yang memiliki frekuensi sama”

  (1)

Contoh benda-benda yang beresonansi adalah gitar, biola, terompet, sonometer ( alat yang digunakan dalam percobaan hukum mersenne), juga pita suara.

Resonansi Bandul / Beban

Dari gambar di atas, ada 2 pasang bandul yang memiliki tali sama panjang. Jadi, jika bandul A diayun, maka bandul yang akan bergerak hanya bandul C. Sedangkan yang lain akan tetap diam.

Maka, hal in ijuga berlaku dengan bandul F. Jika bandul F diayun, hanya bandul B yang akan bergerak. Sedangkan bandul-bandul yang lain akan tetap diam.

Jadi, dapat di simpulkan, bandul yang memiliki panjang / lebar / berat yang sama, mala benda itulah akan ikut bergetar dengan frekuensi sama.

Resonansi Kolom Udara

Video1. resonansi pada gelas.

Bila kita getarkan garpu tala dimulut tabung yang telah diketahui frekuensinya. Pada ketinggian tertentu, kolom udara akan terdengar bunyi keras, sebab kolom udara mengalami resonansi.

Tinggi kolom udara dapat diubah dengan mengubah air di dalam reservoid. Dalam percobaan di dapat :

Tiap kelipatan ganjil lamba, kolom udara akan terjadi resonansi. Maka : 

o Resonansi Pertama = h1 = 1/4 lamda 

o  Resonansi Kedua = h2 = 3/4 lamda 

o  Resonansi Ketiga = h3 = 5/4 lamda ......dst

Dengan hasil di atas, diketahui :

• Frekuensi kolom udara.
•  Panjang gelombang / lamda bunyi udara.
• Cepat rambat gelombang bunyi di udara.
  
  
  Apabila pada kolom udara yang terletak di atas permukaan air digetarkan sebuah garputala, molekul-molekul di dalam udara tersebut akan bergetar. Perhatikan Gambar dibawah.
  
  Gambar . Sebuah kolom udara di atas permukaan
  air digetarkan oleh sebuah garputala
  Syarat terjadinya reronansi, yaitu:
  (a)   pada permukaan air harus terbentuk simpul gelombang;
  (b)   pada ujung tabung bagian atas merupakan perut gelombang.
  
  Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran udara pada pipa organa tertutup. Jadi, resonansi petama akan terjadi jika panjang kolom udara di atas air ¼ λ, resonansi ke dua ¾ λ, resonansi ke tiga 5/4 λ, dan seterusnya.
  Kolom udara pada percobaan penentuan resonansi di atas berfungsi sebagai tabung resonator. Peristiwa resonansi ini dapat dipakai untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di udara. Agar dapat terjadi resonansi, panjang kolom udaranya adalah l = (2n-1)¼λ dengan n = 1, 2, 3, . . .
  Berdasarkan penjelasan tersebut, dapat ditentukan bahwa resonansi bertuturutan dapat Anda dengar apabila suatu resonansi dengan resonansi berikutnya memiliki jarak Δl = ½ λ. Jika frekuensi garputala diketahui, cepat rambat gelombang bunyi di udara dapat diperoleh melalui hubungan:
  v= λf ....................................................(2)
  
  Peristiwa resonansi juga dapat menimbulkan masalah dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, gelas piala bertangkai bisa pecah bila diletakkan didekat penyanyi yang sedang menyanyi. Hal ini terjadi karena gelas memiliki frekuensi alami yang sama dengan suara penyanyi sehingga gelas mengalami resonansi dan mengakibatkan pecahnya gelas tersebut. Peristiwa resonansi juga dapat menyebabkan runtuhnya jembatan gantung jika frekuensi hentakan kaki serentak orang yang berbaris di atas jembatan gantung sama dengan frekuensi alami jembatan sehingga jembatan akan berayun hebat dan dapat menyebabkan runtuhnya jembatan.

Mengukur Redonansi Pada Kedalaman Laut

Alat yang digunakan untuk mengukur kedalam laut adalah fathometer dengan memanfaatkan SONAR ( Sound Object Navigation Amplifaire Rescue ). Dengan rumus :

Video 2.Praktikum Lanjut

 

Teori

            Misalkan pada salah satu ujung tabung diletakkan sebuah sumber suara sedangkan ujung tabung lainnya ditutup, maka gelombang suara akan merambat melewati udara di dalam tabung dan ketika sampai di ujung yang tertutup gelombang tersebut dipantulkan. Dengan demikian di dalam tabung terdapat gelombang datang dan gelombang pantulan. Kedua gelombang ini akan berinterferensi. Pada frekuensi gelombang suara tertentu, gelombang hasil interferensi akan menghasilkan gelombang berdiri. Peristiwa ini dinamakan resonansi. Syarat terjadinya resonansi adalah

                                      L = (2n-1)λ / 4                                          (3)

dengan L adalah panjang tabung dan n = 1, 2, 3, … adalah orde resonansi frekuensi dasar, frekuensi tingkat pertama, kedua dan seterusnya, sedangkan l adalah panjang gelombang. Hubungan antara kecepatan rambat gelombang v, frekuensi dan panjang gelombang adalah  v=λf                           

ANIMASI 

                                                   

Tentang RESONANSI

TUMBUKAN

Untuk download klik disini

TUMBUKAN

 Benda dikatakan bertumbukan jikadalam geraknya mengalami persinggungan dengan benda lain sehingga saling memberikan gaya. Dalam tumbukan selalu berlaku hokum kekekalan momemtum. Menurut kelentingannya tumbukan dapat dibedakan menjadi 3 macam, yaitu:

1.     Tumbukan Tidak Lenting Sama Sekali

2.     Tumbukan Lenting Sebagian

3.     Tumbukan Lenting Sempurna

TUMBUKAN TIDAK LENTING SAMA SEKALI

tumbukan tidak lenting sama sekali terjadi jika selama tumbukan tenaga gerak yang hilang tidak ada yang dipeoleh kembali. Dengan demikian, pada tumbukan tak lenting sama sekali hanya berlaku hokum kekekalan momentum, yaitu:

m1v1 + m2v2 = m1v’1 + m2v’2

Pada tumbukan tak lenting sama sekali kecepatan kedua benda setelah tumbukan adalah sama.

TUMBUKAN LENTING SEBAGIAN

Tumbukan lenting sebagian juga disebut tumbukan lenting tak sempurna. Hal ini sebenarnya banyak dijumpai pada tumbukan benda-benda disekitar kita.

Pada tumbukan ini berlaku hokum kekekalan momentum, tetapi hokum kekekalan energy tidak berlaku. Hal ini karena ada tenaga yang hilang saat tumbukan.

Dengan demikian, Ek setelah tumbukan < Ek sebelum tumbukan atau:

- m₂(v’₂ - v₂)²  <  v₁(v₁ - v’₁)²   …………… (iii)

dengan cara membagi persamaan (iii) dengan persamaan (ii) maka didapat:

- (v’₁ - v’₂)²  <  v₁(v₁ - v₂)²   

Dari persmaan tersebut dapat disimpulkan bahwa:

Pada tumbukan lenting sebagian besarnya kecepatan relative sesudah tumbukan lebih kecil dari kecepatan relative sebelum tumbukan. (tanda negative menunjukkan arahnya berlawanan dengan arah semula)

TUMBUKAN LENTING SEMPURNA

Tumbukan lenting sempurna terjadi jika Momentum dan Energi Kinetik kedua benda sebelum tumbukan = momentum dan energi kinetik setelah tumbukan. Dengan kata lain, selama tumbukan terjadi tidak ada energi yang hilang. Sehingga, pada tumbukan lenting sempurna berlaku Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Kinetik.


Sekarang mari kita tinjau persamaan Hukum Kekekalan Momentum dan Hukum Kekekalan Energi Kinetik pada perisitiwa Tumbukan Lenting Sempurna. Untuk memudahkan pemahaman, perhatikan gambar di bawah ini:

Secara matematis, Hukum Kekekalan Momentum dapat dituliskan sebagai berikut :

p₁ + p₂ = p’₁ + p’₂

m₁v₁ + m₂v₂ = m₁v’₁ + m₂v’₂

m₁v₁ - m₁v’₁ = m₂v’₂ - m₂v₂

m₁ (v₁ - v’₁) = m₂ (v’₂ - v₂)                ………….. ( i )

Keterangan :

m1 = massa benda 1

m2 = massa benda 2

v1 = kecepatan benda sebelum tumbukan

v2 = kecepatan benda 2 Sebelum tumbukan

v’1 = kecepatan benda Setelah tumbukan,

v’2 = kecepatan benda 2 setelah tumbukan

Hukum Kekekalan Energi Kinetik untuk m1 dan m2. Secara matematis adalah sebagai berikut :

EK₁ + EK₂ = EK’₁ + EK’₂

½ m₁(v₁)² + ½ m₂(v₂)² = ½ m₁(v’₁)² + ½ m₂(v’₂)²

m₁(v₁)² + m₂(v₂)² =  m₁(v’₁)² +  m₂(v’₂)²

m₁(v₁ - v’₁)² = m₂(v’₂ - v₂)²

m₁(v₁ + v’₁) (v₁ - v’₁) = m₂(v’₂ + v₂)(v’₂ - v₂)         …………….. (ii)

Dari persamaan i dan ii dapat diperoleh:

m₁(v₁ + v’₁) (v₁ - v’₁)   =   m₂(v’₂ + v₂)(v’₂ - v₂)

m₁ (v₁ - v’₁)                m₂ (v’₂ - v₂)

v₁ + v’₁ = v’₂ + v₂

v’₁ - v’₂ = v₂ - v₁

v’₁ - v’₂ = - (v₂ - v₁)

-        v’₁ - v’₂   =   1

 v₂ - v₁

Besaran -  v’₁ - v’₂   dapat disebut koefisien restitusi, diberi lambang e.

       v₂ - v₁

dapat ditulis dalam bentuk

-        v’₁ - v’₂   =   1

 v₂ - v₁

Dengan:
e = koofisien elastisitas = koofisien restitusi, faktor kepegasan, angka kekenyalan, faktor keelastisitasan

v1 = kecepatan benda sebelum tumbukan

v’1 = kecepatan benda Setelah tumbukan,

v2 = kecepatan benda 2 Sebelum tumbukan

v’2 = kecepatan benda 2 setelah tumbukan

Untuk tumbukan lenting sempurna harga e = 1