Percobaan Melde – Bunyi Hukum, Rumus, dan Contoh Soalnya

Jreng Jreng Jreng, Jreng Jreng Gonjreng …

Kira-kira sosok pemain gitar di atas, lagi main lagu apa ya? Mungkin, ketika ditanya begitu, elo langsung inget-inget lagu favorit elo yang diiringi dengan petikan gitar.

Kalo gue sih, langsung keinget sama lagu Sempurna karya Andra and the BackBone. Petikan gitar di lagu itu romantis sekaligus melankolis gitu deh.

Langsung terbayang, enam senar yang bergetar setiap dipetik. Eh, jangan sampai senarnya nggak rapet ya, nanti suaranya sumbang.

Nah, Sobat Zenius, senar pada gitar itu, sengaja dipasang dengan rapat. Tujuannya, supaya senar tersebut cukup tegang dan memberikan nada yang diinginkan.

Pertanyaannya, kok bisa ya senar-senar tersebut menghasilkan suara? Well, suatu benda yang bergetar, akan menghasilkan apa yang kita sebut sebagai gelombang suara.

Begitu juga dengan pada gitar, senar yang dipetik menghasilkan gelombang bunyi. Lantas, gelombangnya seperti apa ya? 

Untuk menjelaskan hal tersebut, kali ini kita akan membahas percobaan yang pernah dilakukan seorang ahli Fisika asal Jerman, yaitu Franz Melde. Seperti apa percobaannya?

Yuk, kita bahas bersama-sama.

Apa itu Percobaan Melde

Jadi gini, Sobat Zenius. Di tahun 1859, ahli Fisika yang sempat gue sebut tadi, Franz Melde, melakukan sebuah eksperimen ilmiah untuk mempelajari sifat gelombang suara.

Awalnya, Melde menggunakan garpu tala, kabel, katrol, dan semacam beban. Lalu, gimana pemakaian garpu tala pada eksperimen Melde? Coba lihat ilustrasi percobaan Melde di bawah ini deh.

Nah, di situ, kita bisa lihat adanya vibrator atau alat getar di bagian kiri. Alat tersebut kemudian diikat dengan tali atau dawai, yang tersambung dengan beban melalui katrol.

Awalnya, Melde menggunakan garpu tala tadi untuk menghasilkan getaran. Kemudian, Melde mengembangkan eksperimen tersebut dengan menggunakan vibrator elektronik, alih-alih garpu tala.

Di sekolah, bisa jadi elo melakukan eksperimen ini juga lho. Ketika elo duduk di bangku SMA kelas 11, percobaan Melde menjadi salah satu praktikum yang dilakukan di laboratorium.

Alat yang dibutuhkan pun cukup mudah didapat, dan biasanya sekolah sudah menyediakannya, seperti ticker timer, benang, beban, penggaris, dan vibrator listrik. 

Kira-kira, gimana ya cara merangkai alat-alat tersebut dengan benar? Kebetulan, ada video petunjuknya nih di Zenius. Check it out!

Video: Set-Up Percobaan Melde

Gimana, Sobat Zenius? Elo sudah paham belum gimana percobaan Melde berjalan? 

Sebagai catatan, percobaan tersebut memiliki tujuan untuk melihat bentuk gelombang, serta menghitung kecepatan gelombang transversal dengan adanya pengaruh dari ketegangan, panjang, serta massa.

Nahlo, elo masih ingat nggak apa itu gelombang transversal? Kalo elo butuh penyegar ingatan, nih gue rekomendasiin artikel yang mengupas tuntas soal gelombang transversal dan longitudinal.

Baca Juga: Gelombang Transversal dan Longitudinal – Materi Fisika Kelas 11

Anyway, kembali lagi ke percobaan Melde. Dari eksperimen tersebut, Melde menemukan gelombang yang disebut sebagai standing wave.

Dalam bahasa Indonesia, standing wave biasa diterjemahkan menjadi gelombang stasioner. Terkadang, disebut juga sebagai gelombang berdiri atau gelombang tegak.

Baca Juga: Gelombang Stasioner – Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal – Materi Fisika Kelas 11

Next, kita bahas rumus yang dihasilkan dari percobaan Melde ya.

Rumus Percobaan Melde

Selain menemukan standing wave, percobaan Melde juga menghasilkan kesimpulan berupa bunyi hukum Melde, yaitu:

1. Kecepatan gelombang berbanding lurus dengan akar panjang dawai.
2. Kecepatan gelombang berbanding terbalik dengan akar massa dawai.
3. Kecepatan gelombang berbanding lurus dengan akar gaya tegangan dawai.
4. Kecepatan gelombang berbanding terbalik dengan akar massa per satuan panjang dawai.
5. Kecepatan gelombang berbanding terbalik dengan akar massa jenis dawai.
6. Kecepatan gelombang berbanding terbalik dengan akar luas penampang dawai.

Bisa kita lihat di atas, hukum Melde mengemukakan bahwa cepat rambat gelombang pada tali (dawai, kabel, atau benang) itu sebanding dengan akar gaya tegang, dan berbanding terbalik dengan akar massa per satuan panjang tali.

Wah, ribet ya kedengarannya? Supaya lebih simpel, kita coba bahas rumus percobaan Melde dengan model matematikanya saja yuk.

Dengan catatan:

v = cepat rambat gelombang 

F = gaya tegangan tali (dawai)

l = panjang tali (dawai)

m = massa tali (dawai)

µ = massa per satuan panjang tali (dawai) 

ρ = massa jenis tali (dawai) 

A = luas penampang tali (dawai)

Selanjutnya, kita akan coba menggunakan rumus tersebut, untuk menjawab contoh soal. Mari kita coba.

Baca Juga: Rumus Cepat Rambat Gelombang, Contoh Soal, dan Jenis-jenis Gelombang

Contoh Soal Percobaan Melde 

Berikut ini contoh soal percobaan Melde dan pembahasannya. 

Contoh Soal 1

Diketahui, sebuah tali dengan rapat massa tali μ=3 kg/m diberi gaya tegangan tali sebesar 27 N. Berapakah cepat rambat gelombangnya?

Contoh Soal 2

Pada percobaan Melde kali ini, didapati bahwa cepat rambat gelombang pada tali mencapai 20 m/s. Sedangkan, besar tegangannya 200N. Berapakah massa per satuan panjangnya?

Untuk contoh soal dan penggunaan rumus yang lebih beragam, elo bisa coba akses contoh-contoh soal dari Zenius ya.

Contoh Soal: Contoh Soal Persamaan Cepat Rambat Gelombang Pada Tali

*********

Oke Sobat Zenius, itulah pembahasan singkat mengenai percobaan Melde. Kalau elo ingin mempelajari hukum Melde dan materi Fisika lainnya dengan lebih dalam dan asyik, coba deh nonton video materi di Zenius dan akses soal-soalnya.

Pastikan elo log in akun Zenius elo ya supaya bisa akses video dan soalnya. Sampai di sini dulu artikel kali ini, dan sampai jumpa di artikel selanjutnya!

Referensi

Franz Melde – Google Arts & Culture (n.d.)