Diberikan dua buah pipa organa yg pertama tertutup salah satu ujungnya satu lagi terbuka kedua ujungnya dg panjang pipa 30cm. Jika nada atas ke dua pipa organa

Kelas : XII
Pelajaran : Fisika
Kategori : Bunyi
Kata Kunci : Sumber Bunyi, Pipa organa Buka, Pipa organa Tutup, nada atas ke
Kode : 12.6.2 [Kelas XII Fisika Bab 2 - Bunyi]
___________________________________________________________

Dasar Teori 

Bunyi adalah gelombang mekanik yang merambat dalam medium. Bunyi timbul karena getaran partikel-partikel penyusun medium. Getaran partikel - partikel inilah yang menyebabkan energi yang berasal dari sumber bunyi merambat dalam medium tersebut. Dengan demikian, bunyi hanya bisa merambat jika ada medium. Dalam ruang hampa bunyi tidak dapat merambat. Di udara bunyi merambat akibat getaran molekul-molekul udara. Di dalam zat padat bunyi merambat akibat getaran atom-atom zat padat. Di dalam zat cair bunyi merambat akibat getaran atom-atom atau molekul-molekul penyusun zat cair.

Benda yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Dalam teorinya sumber bunyi dibagi dua yaitu : dawai dan pipa organa.

Dalam kesempatan ini saya akan bahas sumber bunyi berupa Pipa Organa. Adapun sumber bunyi dawai saya akan bahas pada kesempatan yang lainnya.


Sumber Bunyi Pipa Organa

Pipa organa adalah kolom udara yang berbentuk silinder. Salah satu ujungnya terbuka sebagai tempat untuk meniupkan udara. Ujung yang lainnya bisa terbuka atau bisa tertutup. Pipa organa dengan ke dua ujungnya terbuka kita sebut sebagai pipa organa terbuka. Sedangkan pipa organa dengan salah satu ujung tertutup kita namakan sebagai pipa organa tertutup.


Ketika udara ditiupkan pada ujung pipa maka kolom udara di dalamnya bergetar dan mengambil salah satu frekuensi alamiah. Pada frekuensi ini terjadi resonansi antara frekuensi getaran udara dan frekuensi alamiah pipa. Frekuensi alamiah pipa bergantung pada tipe pipa, apakah merupakan pipa organa terbuka atau tertutup. Sifat yang harus dipenuhi adalah :

i) Pada ujung yang terbuka, simpangan getaran udara selalu maksimum dan terjadi perut gelombang.
ii) Pada ujung tertutup, simpangan getaran udara selalu NOL dan terjadi simpul gelombang.


A. Pipa Organa Buka
memiliki frekuensi nada dasar sebesar :

fo = V / (2L)

dan perbandingan nada atas frekuensinya adalah : 
  fo : f1 : f2 : f3 : f4 : f5 : .....
= 1 : 2  :  3 :  4  :  5 :  6 : .....


B. Pipa Organa Tutup
memiliki frekuensi nada dasar sebesar :

fo = V / (4L)

dan perbandingan nada atas frekuensinya adalah : 
  fo : f1 : f2 : f3 : f4 : f5 : ..... 
= 1 : 3  :  5 :  7  :  9 :  11 : .....


Keterangan :
fo = nada dasar
f1 = nada atas ke-1
f2 = nada atas ke-2
f3 = nada atas ke-3
L = panjang pipa organa
v = cepat rambat bunyi di udara


Pembahasan Soal

Diberikan dua buah pipa organa yg pertama tertutup salah satu ujungnya satu lagi terbuka kedua ujungnya dg panjang pipa 30cm. Jika nada atas ke dua pipa organa tertutup sama dg nada atas ke tiga pipa terbuka. Tentukan panjang pipa organa yg tertutup ?

Diketahui :
panjang Pipa organa terbuka, Lb = 30 cm
frekuensi nada atas ke-2 dari Pipa organa tutup sama dengan frekuensi nada atas ke-3 dari pipa organa buka, f2(tutup) = f3(buka)

Tanya :
panjang pipa organa tertutup, Lt = ___?

Jawab :

Step 1
---------
menentukan frekuensi nada atas ke-2 dari Pipa organa Tutup, f2(tutup) = ___?

Karena nilai frekuensi nada dasar dari pipa organa tutup adalah
 fo(tutup) = V / (4.Lt)
 
dan perbandingan nada atas frekuensi nya adalah :
fo : f1 : f2 : ..... =
1  :  3 :  5 : ....

maka nilai frekeunsi nada atas ke-2 dari pipa organa tertutupnya adalah
f2(tutup) = 5. fo(tutup)
f2(tutup) = 5. v / (4.Lt)
f2(tutup) = (5/4). (v/Lt)

Step 2
---------
menentukan frekuensi nada atas ke-3 dari Pipa organa Buka, f3(buka) = ___?

Karena nilai frekuensi nada dasar dari pipa organa buka adalah
 fo(buka) = V / (2.Lb)
 
dan perbandingan nada atas frekuensi nya adalah :
fo : f1 : f2 : f3 : ..... =
1  :  2 :  3  :  4 :  ....

maka nilai frekeunsi nada atas ke-3 dari pipa organa terbukanya adalah
f3(buka) = 4. fo(buka)
f3(buka) = 4. v / (2.Lb)
f3(buka) = (4/2). (v/Lb)

Step 3
---------
Gabungkan step 1 dan step 2 sesuai data soal di atas.

f2(tutup) = f3(buka)
(5/4). (v/Lt) = (4/2). (v/Lb)
(5/4). (1 / Lt) = (2). (1 / Lb)
(5/4). (1 / Lt) = (2). (1 / 30)
5 / (4. Lt) = 1 / 15
4. Lt = 5. 15
4. Lt = 75
Lt = 75/4 cm
Lt = 18,75 cm

Jadi Panjang pipa organa tertutupnya adalah 18,75 cm

___________________________________________________________