Contoh LKPD Percobaan Kecepatan Bunyi di Udara

Tujuan

1. Mempelajari fenomena resonansi gelombang bunyi.
2. Mengukur kecepatan rambat gelombang bunyi di udara.

Teori

Bunyi adalah salah satu bentuk gelombang mekanik, karena untuk merambat dirlukan medium. Bunyi yang kita dengar berasal dari sumber bunyi yang bergetar kemudian merambat melalui partikel-partikel udara dalam bentuk rapatan dan renggangan.
Kecepatan gelombang bunyi dapat ditentukan dengan tabung  resonansi. Misalkan pada salah satu ujung tabung (pipa organa) diletakkan sebuah sumber bunyi sedangkan ujung tabung lainnya ditutup (tabung semi tertutup), maka gelombang bunyi akan merambat melewati udara di dalam tabung dan ketika sampai di ujung yang tertutup gelombang tersebut dipantulkan. Gelombang datang dan gelombang pantul ini akan berinterferensi. Inerferensi tersebut menyebabkan bunyi kedengaran makin keras atau semakin lemah. Pada kondisi tertentu, gelombang hasil interferensi akan menghasilkan gelombang berdiri, peristiwa ini dinamakan resonansi. Jika menggunakan pipa organa semi terutup, resonansi akan terjadi apabila memenuhi persyaratan sebagai berikut:

dengan L adalah panjang tabung dan n = 1, 2, 3, … adalah orde resonansi ke satu, kedua dan seterusnya, sedangkan λ adalah panjang gelombang. Hubungan antara kecepatan rambat gelombang v, frekuensi (f) dan panjang gelombang (λ) adalah:

v = f λ

Kegiatan

A. Alat dan Bahan

1. Statif
2. Tabung resonansi
3. Pembangkit frekuensi audio
4. Speaker
5. Osiloscop
6. Resiver 

B. Prosedur Percobaan

1. Rangkai alat percobaan berupa  tabung resonansi semi terbuka dilengkapi  speaker sebagai sumber bunyi. 
2. Hubungkan speaker dengan pembangkit frekuensi audio (audio generator).
3. Katub (piston) yang terdapat dalam tabung rapatkan dengan speaker.
4. Untuk frekuensi awal coba anda buat 100 Hz pada audio generator.
5. Tarik perlahan katub dan dengarkan bunyi yang paling nyaring (resonansi untuk n=1), catat jarak antara katub dengan speaker.
6. Kemudian tarik lagi katub sampai terdengar bunyi nyaring lagi (resonansi untuk n=2), catat jarak antara katub dan speaker. Lakukan untuk jarak resonansi seterusnya sampai habis panjang tabung.
7. Ulangi kegiatan 6 dan 7 untuk sumber frekuensi yang berbeda.
8. Hasil pengamatan dapat ditulis pada bentuk tabel.

C. Pengolahan Data

1. Hitung panjang gelombang (𝝀) setiap sumber frekuensi untuk setiap n. Kemudian hitung rata-ratanya.
2. akukan perhitungan seperti langkah 1 untuk setiap sumber frekuensi.
3. Hitung kecepatan gelombang bunyi untuk setiap sumber frekuensi. 
4. Buat kesimpulan dari hasil percobaan yang telah anda lakukan.

Read More

Fisika: Percobaan Pembelajaran Muai Panjang (LKPD)

A. Tujuan

1. Memahami pengaruh suhu terhadap pemuan benda padat
2. Menentukan koefisien muai panjang batang logam dari bahan besi, aluminium dan tembaga.

B. Teori

Apabila sebuah benda dipanasi  maka  selain  suhu benda akan  naik  juga  ukuran benda  dapat bertambah.  Benda dikatakan mengalami pemuaian panjang apabila  ukuran panjang  benda tersebut  bertambah.  Benda-benda tertentu  memilki pertambahan panjang yang berbanding lurus dengan perubahan suhu. Jadi apabila sebuah benda panjang mula-mula Lo saat suhunya To, kemudian  panjangnya  menjadi L setelah dipanaskan sampai  suhu T,  berarti benda tersebut telah mengalami pertambahan panjang sebesar  ∆L dan telah terjadi perubahan suhu sebesar ∆T.  Hubungan antara perubahan panjang dengan perubahan suhu benda dinyatakan sebagai:

      Dapat juga ditulis sebagai:

C. Kegiatan

Alat dan Bahan

1. Peralatan   pemuaian panjang ekspansi thermal
2. Steam generator
3. Ohm meter
4. Batang   pipa  dari bahan:  tembaga, besi,  pipa aluminium.

Langkah Percobaan

1. Ukur  panjang batang mula-mula (Lo)  sebelum dipanaskan.
2. Tempatkan batang pipa yang akan di ukur pada papan landasan peralatan muai panjang  seperti pada gambar
   
3. Hubungkan  termistor  ke  Ohm meter menggunakan kabel yang telah disipkan untuk mengukur hambatan thermistor pada selama proses pemanasan. Catat nilai hambatan awal thermistor sebelum pemanasan, gunakan tabel konversi  dan catat suhu To  yang sesuain dengan nilai hambatan thermistor tersebut.
4. Atur penutup bagian luar  gauge meter untuk menempatkan jarum indicator pada posisi nol.
5. Perhatikan   ketinggian air  dalam wadah  pemanas  tidak lebih dari 1/3-nya untuk menjaga agar fuse steam generator tidak  putus. 
6. Hidupkan steam generator untuk memanaskan  air, dan secara perlahan-lahan  uap akan mengalir melalui batang.
7. Perhatikan  gauge meter dan Ohm meter. Ketika hambata thermistor mencapai  stabil, catat nilai hambatan  dan perubahan panjang  batang D1 seperti ditunjukkan oleh jarum indicator pada dial gauge. (satu bagian skala terkecil dial gauge sebanding dengan 0.01 mm perubahan panjang batang).
8. Ulangi percobaan untuk material yang lain.

Jenis batang	Lo (mm)	DL (mm)	Rr (W)	Rh (W)	Tr 0C	Th  0C
Tembaga
Aluminium

Tugas Pendahuluan

Pelajari teori tentang koefisian pemuaian benda padat (Sebutkan sumber  bacaan/Buku  yang and abaca dan cantumkan halamannya],  kemudian jawablah pertanyaan berikut.

• Apakah setiap zat selalu memuai jika dipanasi ?, jelaskan.
• Samakah nilai  koefisien muai  setiap benda?
• Apakah koefisien muai benda  pada  setiap  interval  suhue selalu konstan ? 
• Tuliskan persamaan hubungan antara koefisien mulai panjng dengan  perubahan panjang dan perubahan suhue benda. 

Read More

Inilah Contoh LKPD (percobaan) Modulus Young

A. Teori

Modulus Geser dapat didefinisikan sebagai perbandingan tegangan geser dan regangan geser. Modulus geser disebut sebagai modulus puntir, dan ini hanya terjadi pada zat padat.

JIka tegangan geser menyebabkan perubahan bentuk benda berupa pergeseran permukaan dari posisi semula atau sering dikenal dengan  regangan geser yang didefinisika sebagai :

Regangan = x / L

Besar modulus geser adalah:

Dalam hal ini :  F adalah  gaya geser ; A adalah luas penampang; E adalah modulus geser;  x   adalah simpangan ujung batang terhadap posisi setimbang ;

Untuk nilai x sangat kecil dibandingkan panjang batang maka berlaku:

L adalah  panjang batang diukur dari ujung ke titik tumpuan; dan  q = sudut simpangan.

Cara menentukan modulus geser suatu batang dapat dilakukan dengan metode  statis, yaitu salah satu ujung batang dipasang tetap pada suatu tumpuan dengan cara menjepitnya sedangkan ujung yang lain dibiarkan bebas. Jika pada ujung yang bebas ditaruk beban  maka batang tersebut akan melentur.

B. Tujuan

• Memahami fenomena  getaran benda padat
• Menentukan modulus Young suatu batang/tongkat homogen melalui eksperimen.

C. Alat Yang Digunakan

• Photogate timer                                                            (ME-9498A)
• Pengatur ketinggian pada tiang penyangga                 (SA-9242)
• Tiang penyangga 120 cm                                             (ME-8741)
• Dudukan tiang penyangga                                           (ME-8735)
• Penjepit serba guna                                                      (SE-9442)
• Penjepit C besar                                                           (SE-7285)
• Mistar (pengukur panjang)                                           (SE-8827)
• Jangka sorong

D. Langkah Kerja

1. Ukur massa, lebar, tebal, dan panjang total batang yang digunakan.
2. Jepit batang ke tepi meja dan lebihkan ujung batang tersebut dari meja kira-kira 30 cm agar dapat digetarkan.
3. Pasang tiang penyangga 120 cm (ME-8741) pada dudukannya.
4. Pasang kepala photogate pada batang kecil penyangga. Kepala photogate yang sudah terpasang pada batang kecil ini dipasang pada tiang penyangga dengan menggunakan penjepit serba guna seperti gambar di atas.
5. Atur ketinggian photogate sama dengan tinggi batang, sedemikian sehingga LED fotogate timer dapat menyala ketika batang digetarkan. Atur jarak antara photogate dengan ujung batang kira-kira 0,5 cm.
6. Atur saklar photogate pada pencatat perioda, dan tekan tombol On untuk menghidupkan
7. Tarik ujung batang kebawah lalu lepaskan sehingga terjadi getaran pada batang
8. Catat  nilai perioda pada photogate kedalam sebuah tabel (tabel antara perioda dan panjang batang).
9. Ulangi langkah 1 sampai 8 dengan mengubah jarak ujuang batang terhadap tumpuan.

E. Tugas Dan Pertanyaan

1. Hitung modulus Young batang yang anda gunakan dalam percobaan sesuai  persamaan (6).
2. Buat grafik “Perioda T–vs- panjang L”.
3. Hitung kemiringan grafik: T-vs-L
4. Berdasarkan grafik tersebut tentukan nilai Modulus Young
5. Bandingkan hasil perhitunga Modulus Young dari grafik dan dari hasil perhitungan menggunakan persamaan 6.
6. Beri kesimpulan secara umum hubungan antara perioda dan panjang batang dalam percobaan ini.

Read More