Nada dasar 3 pipa organa terbuka sebesar 300 Hz berapakah frekuensi nada dasar keduanya

Fisikastudycenter.com_ Sumber Bunyi contoh soal dan pembahasan fisika SMA kelas 12. Pipa organa terbuka, pipa organa tertutup dan dawai atau senar akan dibahas pada artikel berikut ini!

Modal Dasar:

ν f = ____
λ

Keterangan: f = frekuensi gelombang [Hz] ν = cepat rambat gelombang [m/s]

λ = panjang gelombang [m]

Soal No. 1 Sebuah pipa organa yang terbuka kedua ujungnya memiliki nada dasar dengan frekuensi sebesar 300 Hz. Tentukan besar frekuensi dari : a] Nada atas pertama b] Nada atas kedua

c] Nada atas ketiga

Pembahasan
Perbandingan nada-nada pada pipa organa terbuka [POB] memenuhi:

fo : f1 : f2 : f3 : ..... = 1 : 2 : 3 : 4 : .....

dengan: fo adalah frekuensi nada dasar f1 adalah frekuensi nada atas pertama

f2 adalah frtekuensi nada atas kedua dan seterusnya.

Caution!!!

[Sesuaikan lambang-lambang jika terdapat perbedaan, sebagian literature melambangkan nada dasar sebagai f1]

a] Nada atas pertama [f1]

f1 / fo = 2/1

f1 = 2 × fo = 2× 300 Hz = 600 Hz

b] Nada atas kedua [ f2]

f2/ fo = 3 / 1

f2 = 3 × fo = 3 × 300 = 900 Hz c] Nada atas ketiga

f3/ fo = 4 / 1

f3 = 4 × fo = 4 × 300 = 1200 Hz

Soal No. 2

Sebuah pipa organa yang tertutup salah satu ujungnya memiliki nada dasar dengan frekuensi sebesar 300 Hz. Tentukan besar frekuensi dari : a] Nada atas pertama b] Nada atas kedua c] Nada atas ketiga

Pembahasan

Perbandingan nada-nada pada pipa organa tertutup [POT] memenuhi:

fo : f1 : f2 : f3 : ..... = 1 : 3 : 5 : 7 : .....

dengan: fo adalah frekuensi nada dasar f1 adalah frekuensi nada atas pertama

f2 adalah frtekuensi nada atas kedua

a] Nada atas pertama [f1]

f1 / fo = 3/1

f1 = 3 × fo = 3 × 300 Hz = 900 Hz

b] Nada atas kedua [ f2]

f2/ fo = 5 / 1

f2 = 5 × fo = 5 × 300 = 1500 Hz c] Nada atas ketiga

f3/ fo = 7 / 1

f3 = 7 × fo = 7 × 300 = 2100 Hz

Soal No. 3

Seutas dawai memiliki nada atas ketiga dengan frekuensi sebesar 600 Hz. Tentukan : a] frekuensi nada atas kedua dawai b] frekuensi nada dasar dawai

Pembahasan

Perbandingan nada-nada pada dawai, sama dengan perbandingan nada-nada pada pipa organa terbuka yaitu memenuhi:

fo : f1 : f2 : f3 : ..... = 1 : 2 : 3 : 4 : .....

Sehingga:

a] frekuensi nada atas kedua dawai f2

f2 / f3 = 3 / 4

f2 = [ 3 / 4 ]× f3 = [3/4] x 600 = 450 Hz

b] frekuensi nada dasar dawai fo

fo / f3 = 1 / 4

fo = [ 1 / 4 ] × f3 = [1/4] x 600 = 150 Hz

Soal No. 4

Sebuah pipa organa tertutup memiliki panjang 50 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan frekuensi pipa organa saat: a] terjadi nada dasar b] terjadi nada atas kedua

Pembahasan

Data: Pipa Organa Tertutup L = 50 cm = 0,5 m ν = 340 m/s

a] fo = .....Hz

b] f2 = .....Hz

Agar tidak terlalu banyak rumus yang harus dihafal, perhatikan ilustrasi berikut:

Keterangan gambar: Diawali dari SEPEREMPAT λ kemudian naik setengah-setengah untuk seterusnya;L = 1/4 λ → saat Nada DasarL = 3/4 λ → saat Nada Atas PertamaL = 5/4 λ → saat Nada Atas KeduaL = 7/4 λ → saat Nada Atas Ketiga L = 9/4 λ → saat Nada Atas Keempat

dan terusannya.

======================== Untuk selanjutnya rumus yang akan digunakan adalah rumus yang sudah kita kenal sebelumnya, yaitu:

a] Dari ilustrasi diatas terlihat, saat terjadi nada dasar, pada pipa sepanjang L terjadi 1/4 gelombang. L = 1/4 λ atau λ = 4L = 4[0,5] = 2 m Sehingga: f = ν / λ = 340 / 2 = 170 Hz

Frekuensi yang kita temukan ini adalah frekuensi nada dasar atau fo

a] Dari ilustrasi diatas terlihat, saat terjadi nada atas kedua, pada pipa sepanjang L terjadi 5/4 gelombang. L = 5/4 λ atau λ = 4/5 L = 4/5 [0,5] = 0,4 m Sehingga: f = ν / λ = 340 / 0,4 = 850 Hz

Frekuensi yang kita temukan ini adalah frekuensi nada atas kedua atau f2

Soal No. 5

Sebuah pipa organa terbuka memiliki panjang 60 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan frekuensi pipa organa saat terjadi nada atas kedua

Pembahasan

Sketsa nada-nada pada pipa organa terbuka:

Keterangan gambar: Diawali dari SETENGAH λ kemudian naik setengah-setengah untuk seterusnya.L = 1/2 λ → saat Nada Dasar L = 2/2 λ → saat Nada Atas PertamaL = 3/2 λ → saat Nada Atas keduaL = 4/2 λ → saat Nada Atas KetigaL = 5/2 λ → saat Nada Atas Keempat L = 6/2 λ → saat Nada Atas Kelima

dan terusannya.

Saat terjadi nada atas kedua, terlihat pada pipa organa sepanjang L terbentuk satu setengah atau 3/2 gelombang, L = 3/2 λ atau λ = 2/3 L = 2/3 × 0,6 = 0,4 m Sehingga: f = ν / λ = 340 / 0,4 = 850 Hz Frekuensi yang kita temukan ini adalah frekuensi nada atas kedua atau f2

Soal No. 6

Diberikan dua buah pipa organa yang pertama tertutup salah satu ujungnya, satu lagi terbuka kedua ujung dengan panjang 30 cm. Jika nada atas kedua pipa organa tertutup sama dengan nada atas ketiga pipa terbuka, tentukan panjang pipa organa yang tertutup!

Pembahasan

Pipa organa tertutup: Nada atas kedua → L = 5/4 λ → λ = 4/5 L f = ν / λ f = ν / [4/5 L] Pipa organa terbuka: Nada atas ketiga → L = 2 λ → λ = 1/2 L = 1/2 [30] = 15 cm f = ν / λ f = ν / 15 Frekuensi kedua pipa adalah sama, disamakan saja:

Soal No. 7

Pipa organa terbuka A dan pipa organa tertutup-sebelah B mempunyai panjang yang sama. Perbandingan frekuensi nada atas pertama antara pipa organa A dan pipa organa B adalah.... A. 1 : 1 B. 2 : 1 C. 2 : 3 D. 3 : 2 E. 4 : 3[UMPTN 1995]

Pembahasan

Pipa organa A terbuka: Nada atas 1 → L = λ → λ = L f = ν / L Pipa organa B tertutup: Nada atas 1 → L = 3/4 λ → λ = 4/3 L f = ν / [4/3 L] maka
Setelah membaca yang ini lanjutkan dengan membaca SUMBER BUNYI, dibagian Bank Soal Semester, pilihan ganda, TANPA pembahasan, sehingga bisa untuk latihan.

Soal 1 Pipa organa tertutup memiliki panjang 80 cm. tentukan frekuensi pipa organa saat: [a] terjadi nada dasar dan [b] terjadi nada atas kedua. [cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s]

Jawab: Diketahui, panjang pipa organa, L = 60 cm = 0,6 m, kecepatan rambat bunyi di udara, ν = 340 m/s.

Gambar di atas menunjukkan bahwa, terdengar nada-nada pada kondisi dari kiri ke kanan

L = 1/4 λ disebut nada Dasar L = 3/4 λ disebut nada Atas Pertama L = 5/4 λ disebut nada Atas Kedua L = 7/4 λ disebut nada Atas Ketiga, dan seterusnya. [a] saat terjadi nada dasar, pada gambar di atas pipa sepanjang L terjadi 1/4 gelombang, L = 1/4 λ atau λ = 4L = 4[0,8] = 3,2 m f = ν / λ = [340 m/s]/[2,4 m] = 106,25 Hz

Frekuensi ini disebut sebagai frekuensi nada dasar atau fo

[a] saat terjadi nada atas kedua, pada pipa sepanjang L terjadi 5/4 gelombang, L = 5/4 λ atau λ = 4/5 L = 4/5 [0,8] = 0,64 m Sehingga:

f = ν / λ = [340 m.s-1]/[0,64 m] = 531,25 Hz

Frekuensi ini disebut sebagai frekuensi nada atas kedua atau f2

Soal 2

Pipa organa yang tertutup memiliki nada dasar dengan frekuensi sebesar 500 Hz. Tentukan besar frekuensi dari : [a] nada atas pertama, [b] harmonik ketiga, [c] nada atas ketiga

Jawab:

Nada-nada pada pipa organa tertutup memiliki perbandingan,

fo : f1 : f2 : f3 : ..... = 1 : 3 : 5 : 7 : . . .

dengan: fo adalah frekuensi nada dasar [harmonik I], f1 adalah frekuensi nada atas pertama [harmonik II] dan f2 adalah frekuensi nada atas kedua [harmonik III] dan seterusnya, maka

[a] Nada atas pertama [f1]

f1/fo = 3/1

f1 = 3 × fo = 3 × 500 Hz = 1500 Hz

[b] Nada atas kedua [harmonik II] [f2]

f2/fo = 5/1

f2 = 5 × fo = 5 × 500 = 2500 Hz [c] Nada atas ketiga

f3/fo = 7/1

f3 = 7 × fo = 7 × 500 = 3500 Hz

Soal 3

Pipa organa yang terbuka memiliki nada dasar dengan frekuensi sebesar 500 Hz. Tentukan besar frekuensi dari: [a] nada atas pertama, [b] nada atas kedua, dan [c] nada atas ketiga!

Jawab:

Nada-nada pada pipa organa terbuka memiliki perbandingan,

fo : f1 : f2 : f3 : ..... = 1 : 2 : 3 : 4 : . . .

dengan: fo adalah frekuensi nada dasar [harmonik I], f1 adalah frekuensi nada atas pertama [harmonik II] dan f2 adalah frekuensi nada atas kedua [harmonik III] dan seterusnya, maka

[a] Nada atas pertama [f1]

f1/fo = 2/1

f1 = 2 × fo = 2 × 500 Hz = 1000 Hz

[b] Nada atas kedua [harmonik II] [f2]

f2/fo = 3/1

f2 = 3 × fo = 3 × 500 = 1500 Hz [c] Nada atas ketiga

f3/fo = 4/1

f3 = 4 × fo = 4 × 500 = 2000 Hz

Soal 4

Pipa organa tertutup salah satu ujungnya, satu lagi terbuka kedua ujung dengan panjang 40 cm. Jika nada atas kedua pipa organa tertutup sama dengan nada atas ketiga pipa terbuka, tentukan panjang pipa organa yang tertutup.

Jawab;

Untuk pipa organa tertutup:

Nada atas kedua, L = 5λ/4 atau λ = 4L/5, maka

f = ν/λ

f = ν/[4L/5]

Untuk pipa organa terbuka:

Nada atas ketiga, L = 2λ atau λ = L/2 = [40 cm/2] = 20 cm

f = ν/λ f = ν/20 karena frekuensi kedua pipa sama, maka

ν/[4L/5] = ν/20

4L/5 = 20

L = 25 cm

Soal 5

Hitung berapa tinggi air dalam sebuah tabung yang tingginya 30 cm agar udara di dalamnya turut bergetar bersama dengan garputala yang memiliki frekuensi 440 Hz, jika kecepatan rambat bunyi di daerah itu adalah 340 m/s!

Jawab:

Tabung mempunyai pola-pola getar alamiah [normal mode] yang analog dengan pola-pola getar alamiah dari senar. Pola-pola getar alamiah tabung digambarkan seperti di bawah. Pola ini dapat dibuat dengan mengingat bahwa pada perbatasan antara air dan udara terjadi simpul [karena titik ini tidak bergerak, tidak mengalami rapatan atau regangan yang disebabkan oleh gelombang bunyi]. Pada ujung tabung yang satunya terjadi perut [seperti pipa organa terbuka].

Frekuensi alamiah ini mudah dicari dengan rumus f = v/λ. Untuk pola getar alamiah pada gambar [ii] sehingga frekuensi alamiah getaran ini adalah f0 = v/4x. Sedangkan untuk gambar [iii] frekuensi alamiah getarannya adalah f1 = 3v/4x.

Jika kita membunyikan alat bunyi yang frekuensinya sama dengan frekuensi f0 maka udara dalam tabung akan ikut bergerat, sehingga suara yang terdengar akan nyaring sekali. Demikian juga jika frekuensi alat ini sama dengan f1, f2, . . .

Diketahui, L = 30 cm = 0,3 m, f = 440 Hz dan v = 340 m/s. v = λf = f.4x x = v/4f = [340 m/s]/4[440 Hz]

x = 0,19 m = 19 cm

tinggi kolom udara dalam tabung adalah 19 cm. Jadi tinggi kolom air dalam tabung adalah l – x = 30 – 19 = 11 cm

Soal 6

Nada atas 3 pipa organa terbuka memberikan 5 layangan dengan nada atas 1 pipa organa tertutup [nada pipa organa tertutup lebih rendah]. Jika panjang pipa organa terbuka 150 cm, hitung panjang pipa organa tertutup! [v = 340 m/s]

Jawab:

Frekuensi nada atas ke 3 pipa organa terbuka, fB memberi 5 layangan dengan nada atas 1 pipa organa tertutup fT, ini berarti fB – fT = 5. Sekarang kita hitung frekuensi masing-masing pipa.

Pipa organa terbuka: nada atas 3

Dari gambar tampak bahwa, LB = 2λB

v = fBλB

fB = v/λB = 2v/LB

Pipa organa tertutup: Nada atas 1

Dari gambar ditunjukkan bahwa, LT = 3λT/4

v = fTλT fT = v/λT = 3v/4LT, fB – fT = 5 2v/LB – 3v/4LT = 5 340 m/s[2/[1,5 m] – 3/4LT] = 5 16LT – 9 = [5/340] 12LT 15,82LT = 9

LT = 0,57 m = 57 cm

Page 2

Tentang Fisika-Ok3 [FO3]

Web ini diperuntukkan untuk semua orang kususnya pada peserta didik SMP dan SMA dan mahasiswa fisika yang membutuhkan variasi sumber belajar. Web ini dapat berfungsi sebagai pelengkap dari buku atau materi fisika, soal-soal fisika dan penyelesaiannya, dan soal latihan fisika untuk ulangan dan Ujian Nasional yang telah disediakan oleh guru/dosen di sekolah/kampus. www.fisika-ok3.com yang berisi tentang konsep ilmu fisika.

Kami berusaha untuk menyajikan sebanyak-banyaknya konsep ilmu fisika bagi pembaca, agar web ini dapat bermanfaat bagi pembaca yang mengunjungi web ini. Ini semua kami lakukan agar FO3 untuk mendapat tempat di hati pembaca, sebagai media pencerah bagi kita semua yang cinta akan ilmu pengetahuan Ilmu fisika. Kami juga berharap, kehadiran web ini akan bisa membantu meningkatkan penguasaan serta pengetahuan tentang ilmu Fisika.

Mari kita terus belajar, membaca, dan menerapakan konsep-konsep fisika yang disajikan dalam www.fisika-ok3.com demi kemajuan bersama, Tuhan memberkati!