Hukum Melde - Cepat Rambat Gelombang Transversal pada Tali

Bunyi merupakan salah satu contoh peristiwa fisika yang ada dalam kehidupan sehari-hari. Setiap saat kita mendengar bunyi bahkan setiap detik setiap waktupun terdapat bunyi. Bunyi ada yang terdengar pelan, keras, lemah, nyaring. (pelan berbeda dengan lemah atau keras berbeda dengan nyaring)

Bunyi berasal dari suatu sumber bunyi dimana sumber bunyi tersebut haruslah bergetar agar suara bunyi dapat merambat dan akhirnya sampai di telinga kita. Bunyi bisa berasal dari berbagai material seperti alat musik, benda-benda di rumah, dan lain lain. Alat musik seperti gitar merupakan salah satu penerapan fisika tentang bunyi dimana di gitar terdapat unsur-unsur pendukung agar terciptanya suatu nada atau frekuensi yaitu diantaranya lubang gitar dan senar gitar.

Percobaan Melde adalah percobaan fisika yang membuktikan tentang hubungan cepat rambat bunyi dalam suatu benda lurus misalnya tali dengan tegangan tali serta besaran fisika lainnya. Alat untuk membuktikan ini pada awalnya menggunakan prinsip gitar sederhana yang bernama sonometer. Sonometer adalah alat yang terdiri dari tali atau kawat yang diikat kuat-kuat dan dihubungkan dengan beban dimana beban ini untuk mengontrol tegangan tali dan sebuah kotak suara yang terbuat dari kayu dimana kotak ini berguna untuk memperkuat bunyi.

langkah-langkah adalah sebagai berikut:

Jepit kawat di titik $F_{1}$ dan $F_{2}$ yang berjarak sekitar $1$ meter satu sama lain.
Ambil penjepit $M$ yang dapat digeser-geserkan lalu jepitlah pada posisi tertentu, misalnya pada jarak $l$ dari titik $F_{1}$.
Getarkan kawat atau dawai di tengah-tengah $F_{1}-M$ sehingga terdengar bunyi.
Dekatkan garpu tala atau sumber getar lainnya dengan berbagai macam frekuensi yang sudah diketahui, lihat sumber getar mana yang ikut bergetar. Frekuensi sumber getar yang ikut bergetar ini merupakan frekuensi gelombang yang dihasilkan oleh kawat itu.
Gambarkanlah grafik $f$ sebagai fungsi $\frac{1}{l}$.
Ubah-ubah tegangan kawat dengan cara mengganti atau mengubah-ubah beban yang dipasang.
Gambar grafik hubungan $f$ sebagai fungsi tegangan tali (tegangan tali=berat benda).

Dari hasil percobaan dapat disimpulkan bahwa frekuensi dawai berbanding terbalik dengan panjang dawai yang dipetik,
$$f\sim\frac{1}{l}$$

Frekuensi sebanding dengan akar dari tegangan tali (berat benda).
$$f\sim\sqrt{F}$$

Kita misalkan bila $\mu$ adalah massa jenis linier dari sebuah dawai yatu massa per panjang dawai $\frac{m}{l}$. maka frekuensi yang dihasilkan berbanding terbalik dengan $\sqrt{\mu}$.
$$f\sim\frac{1}{\sqrt{\mu}}$$

Maka dengan memperhatikan 3 hubungan di atas kita peroleh bahwa ruas kiri dan ruas kanan sudah memiliki besaran yang sama tetapi tidak memiliki nilai yang sama. Mengapa? Karena kita membutuhkan suatu nilai atau koefisien untuk menyetarakan hubungan ruas kanan dan ruas kiri dengan peristiwa yang sesungguhnya. Oleh karena itu, berdasarkan penelitian dan percobaan nilai $k=\frac{1}{2}$.

\begin{align*}
f&=k\frac{1}{l}\sqrt{\frac{F}{\mu}}\\
f&=\frac{1}{2l}\sqrt{\frac{F}{\mu}}\\
\frac{v}{\lambda}&=\frac{1}{2l}\sqrt{\frac{F}{\mu}}
\end{align*}
Nilai $\lambda=2l$ karena pada senar atau dawai yang dipetik memiliki dua simpul dan satu perut.