Contoh Soal Resonansi

Contoh Soal Resonansi - Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat bergetarnya benda lain karena frekuensi kedua benda sama. Frekuensi yang dihasilkan bergantung pada jenis, bentuk, dan besar benda yang bergetar. Seperti pada contoh di atas, salah satu garpu tala akan ikut bergetar jika ada garpu tala lain yang bergetar. Aliran getaran tersebut dilewatkan melalui udara. Oleh karena itu, dibutuhkan adanya rongga udara untuk membentuk resonansi. Peristiwa lain tentang resonansi dapat kalian lihat pada gambar berikut ini.

                          

       Jika garpu tala digetarkan di atas kolom udara yang tercelup dalam air, maka molekul-molekul udara di dalam kolom juga ikut bergetar. Resonansi pada kolom udara tersebut dapat terjadi jika memenuhi dua syarat, yaitu:

📌 adanya simpul gelombang pada permukaan air; dan

📌 adanya perut gelombang pada ujung atas tabung.

       Kolom udara pada gambar di atas, berfungsi sebagai tabung resonator. Jika tidak ada kolom udara, maka molekul udara tidak akan ikut bergetar. Hal tersebut juga berlaku pada dawai gitar maupun biola. Coba kalian perhatikan susunan gitar bagian tengah, kalian pasti akan menemukan adanya kolom udara. Jika kolom udara tersebut tidak ada, maka gitar maupun biola tidak akan pernah mengeluarkan bunyi. Alat-alat yang memanfaatkan resonansi sebagai prinsip kerjanya inilah yang disebut sebagai pipa organa.

       Sekarang, perhatikan kembali gambar di atas. Prinsip resonansi pada kolom udara tersebut memanfaatkan pipa organa tertutup, karena salah satu ujung pipa tersebut tertutup. Resonansi pertama terjadi saat panjang kolom udaranya 14λ$\frac{1}{4}\lambda$, resonansi kedua terjadi saat 34λ$\frac{3}{4}\lambda$, resonansi ketiga terjadi saat 54λ$\frac{5}{4}\lambda$, dan seterusnya. Secara umum, resonansi dapat terjadi jika memenuhi persamaan berikut.

                                        

📍 Untuk n = 1, l = (2.1 - 1) 14$\frac{1}{4}$ λ = 14$\frac{1}{4}$ λ

📍 Untuk n = 2, l = (2.2 - 1) 14$\frac{1}{4}$ λ = 34$\frac{3}{4}$ λ

📍 Untuk n = 3, l = (2.3 - 1) 14$\frac{1}{4}$ λ = 54$\frac{5}{4}$ λ

📍 ∆l = 54$\frac{5}{4}$ λ - 34$\frac{3}{4}$ λ = 34$\frac{3}{4}$ λ - 14$\frac{1}{4}$ λ = 12$\frac{1}{2}$ λ

Dari hasil analisis di atas, dapat diketahui bahwa resonansi dapat terjadi jika jarak satu resonansi ke resonansi selanjutnya adalah:

                                        

       Pada pipa organa tertutup, besar frekuensi nada pada tiap tingkatan berbeda-beda. Susunan nada pada pipa organa tertutup adalah sebagai berikut.

✎ Nada dasar (harmonik I) : fo=vλ=v4l$f_o=\frac{v}{\lambda }=\frac{v}{4l}$

✎ Nada atas I (harmonik II) :f1=vλ1=3v4l=3fo$f_1=\frac{v}{{\lambda }_1}=3\frac{v}{4l}=3f_o$

✎ Nada atas II (harmonik III) :f2=vλ2=5v4l=5fo$f_2=\frac{v}{\lambda {}_2}=5\frac{v}{4l}=5f_o$

Secara umum, susunan frekuensi nada pada pipa organa tertutup dirumuskan dengan:

                                 

       Selain pipa organa tertutup, ada juga pipa organa terbuka. Pada pipa organa terbuka, kedua ujung pipa berhubungan langsung dengan udara. Secara umum, susunan frekuensi nada pada pipa organa terbuka dirumuskan dengan:

                                 

                                 

SOAL 1

Untuk menghasilkan resonansi, suatu alat harus memiliki ....

SOAL 2

Bergetarnya suatu dawai akibat getaran dawai yang lain disebut ....

SOAL 3

Getaran udara yang membentuk resonansi terjadi di dalam ....

SOAL 4

Pipa organa tertutup memiliki panjang kolom udara 240 cm. Panjang gelombang bunyi pada orde ke-3 adalah ....

SOAL 5

Garpu tala digetarkan di atas kolom udara yang tercelup dalam air. Jika panjang gelombang yang dihasilkan 0,05 m, maka jarak antara satu resonansi dan resonansi berikutnya adalah ....

SOAL 6

Jika petikan dawai menghasilkan jarak antarresonansi 30 cm, maka panjang gelombangnya adalah ....

SOAL 7

Garpu tala digetarkan dengan frekuensi 100 Hz. Jika cepat rambat gelombang bunyi di udara 340 m/s, maka panjang kolom udaranya pada resonansi ketiga adalah ....

SOAL 8

Gelombang bunyi A di dalam pipa organa tertutup memiliki frekuensi 200 Hz. Jika frekuensinya diperbesar menjadi 600 Hz dan cepat rambat gelombang bunyinya konstan, maka kolom udara untuk resonansi kedua akan ....

SOAL 9

Suatu gelombang bunyi memiliki frekuensi 250 Hz. Jika cepat rambat gelombang bunyi di udara 340 m/s, maka perbandingan panjang kolom udara untuk resonansi pertama dan ketiga adalah ....

SOAL 10

Pipa organa terbuka memiliki panjang kolom udara 170 cm. Jika cepat rambat gelombang bunyinya 340 m/s, maka frekuensi nada atas ke-2 dari pipa organa tersebut adalah ....

Share this post