Mengenal Percobaan Melde: Rumus dan Contoh Soal

Jakarta: Pernahkah terlintas di benak Sobat Medcom mengapa senar gitar bisa menghasilkan suara? Rupanya, hal ini dikarenakan senar yang bergetar ketika dipetik menghasilkan gelombang bunyi.
 
Gelombang bunyi itu terbukti melalui sebuah percobaan yang dilakukan fisikawan asal Jerman, Franz Melde, pada 1859. Ekperimen tersebut dinamakan sebagai Percobaan Melde.
 
Dikutip dari Zenius, Melde awalnya menggunakan garpu tala, kabel, katrol, dan semacam beban untuk mempelajari sifat gelombang suara. Alat-alat tersebut kemudian disusun sedemikian rupa.
Garpu tala yang merupakan alat getar (vibrator) diikat dengan tali yang tersambung dengan beban melalui katrol. Seiring berkembangnya eksperimen, garpu tala pun diganti menjadi vibrator elektrik.
 
Dari percobaan itu, Melde menemukan gelombang yang disebut sebagai standing wave. Temuan ini juga bisa disebut sebagai gelombang stasioner, gelombang berdiri, atau gelombang tegak. 
 
Selain melihat bentuk gelombang, Percobaan Melde juga menghitung kecepatan gelombang transversal. Perhitungan ini diperngaruhi oleh tiga faktor, yaitu ketegangan, panjang, serta massa.

Rumus Percobaan Melde

Berdasarkan perhitungan itu, Percobaan Melde menghasilkan sejumlah kesimpulan sebagai berikut:

1. Kecepatan gelombang berbanding lurus dengan akar panjang dawa
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

Dengan kata lain, Hukum Melde mengemukakan bahwa cepat rambat gelombang pada tali (dawai, kabel, atau benang) sebanding dengan akar gaya tegang, dan berbanding terbalik dengan akar massa per satuan panjang tali.
 
Terdengar rumit, bukan? Agar lebih mudah dipahami, berikut bentuk rumus matematika dari Hukum Melde:
 

 
Keterangan:
 
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)

Contoh soal

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

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

 
Demikianlah pembahasan mengenai Percobaan Melde, mulai dari cikal bakal hingga rumus dan contoh soalnya. Semoga bermanfaat! (Nurisma Rahmatika)
 
Baca: Mengenal Resonansi Bunyi: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal