SOAL DAN PENYELESAIAN DAWAI DAN PIPA ORGANA SEBAGAI SUMBER BUNYI

Soal dan Penyelesaian Fisika SMA - DAWAI SEBAGAI SUMBER BUNYI : Sehelai dawai ditegangkan dengan mengikat kedua ujungnya secara tetap. Jika dawai dipetik di tengah-tengahnya, maka seluruh dawai akan bergetar membentuk gelombang stasioner setengah panjang gelombang.
Nada yang ditimbulkan adalah nada dasar, dilambangkan dengan fo, dengan frekuensi sebesar $f_{0}=\frac{V}{2L}$. Jika pada dawai terdapat satu gelombang penuh, yang terjadi adalah nada atas pertama, dan seterusnya.
Rumus umum frekwensi nada-nada pada dawai tersebut di atas adalah : $$f_{n}=\left ( \frac{n+1}{2L}\ \right )V$$ V adalah kecepatan gelombang transversal pada dawai, yang menurut analisa Melde dituliskan: $$V = \sqrt{\frac{F}{\mu }}=\sqrt{\frac{F.L}{m}}=\sqrt{\frac{F}{\rho .A}}$$ Perbandingan frekuensi nada dasar, nada atas pertama, nada atas kedua dan seterusnya adalah:$f_{0}:f_{1}:f_{2}:f_{3}.....= 1:2:3:4.....$ sehingga persamaan dapat ditulis menjadi: $$f_{n}=\left ( \frac{n+1}{2L}\ \right )\sqrt{\frac{F}{\rho .A}}$$ Dari persamaan di atas disimpulkan dalam hukum Mersenne berikut ini :

1. Frekwensi nada dasar dawai berbanding terbalik dengan panjang dawai.
2. Frekwensi nada dasar dawai berbanding lurus ( berbanding senilai ) dengan akar kuadrat tegangan tali.
3. Frekwensi nada dasar dawai berbanding terbalik dengan akar kuadrat penampang dawai.
4. Frekwensi nada dasar dawai berbanding terbalik dengan akar kuadrat massa jenis bahan dawai

B. PIPA ORGANA SEBAGAI SUMBER BUNYI
Alat yang menggunakan kolom udara sebagai sumber bunyi disebut pipa organa. Alat musik tiup dan pipa organa menghasilkan bunyi dari getaran gelombang berdiri di kolom udara dalam tabung atau pipa.

Pipa organa dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup.

1. Pipa Organa Terbuka
Tabung yang terbuka di kedua ujungnya pada sebuah alat musik tiup disebut pipa organa terbuka.
Gambar disamping menunjukkan gelombang berdiri pada tabung terbuka. Paling tidak terdapat satu simpul agar terjadi gelombang berdiri di dalam pipa organa. Satu simpul berhubungan dengan frekuensi dasar tabung. Jarak antara dua simpul adalah setengah panjang gelombang, yaitu: $l = 1/2 λ$ , atau $\lambda = 2l$ .

Gelombang berdiri dengan dua simpul merupakan nada tambahan pertama atau harmoni kedua dan jaraknya setengah panjang gelombang dan dua kali lipat frekuensi.

Rumus umum frekwensi nada-nada pada pipa organa terbuka adalah : $$f_{n}=n.f_{0}=\left ( \frac{n+1}{2L}\ \right )V$$ dengan v adalah kecepatan bunyi di udara.

B. Pipa Organa Tertutup
Pada tabung tertutup, selalu ada perut gelombang di ujung tertutup, karena udara tidak bebas bergerak, dan simpul di ujung terbuka (di mana udara dapat bergerak bebas).

Jarak antara simpul dan perut terdekat adalah 1/4 λ, maka frekuensi dasar pada tabung hanya berhubungan dengan seperempat panjang gelombang di dalam tabung, yaitu: $l=\frac{1}{4}\lambda$ atau $\lambda = 4l$
Rumus umum frekwensi nada-nada pada pipa organa terbuka adalah : $$f_{n}=\left ( \frac{2n+1}{4L}\ \right )V$$ dengan v adalah kecepatan bunyi di udara.

Lanjut ke:

• SOAL PENYELESAIAN GELOMBANG BUNYI SBMPTN
• CONTOH SOAL GELOMBANG BUNYI SMA KELAS XII