Pipa organa tertutup mengeluarkan bunyi dengan frekuensi yang sama dengan pipa organa terbuka

Pada postingan ini kita membahas contoh soal pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup dan penyelesaiannya + pembahasannya. Pipa Organa merupakan salah satu sumber bunyi selain dawai. Pipa organa dikatakan terbuka jika kedua ujungnya terbuka. Sedangkan Pipa Organa dikatakan tertutup jika salah satu ujungnya tertutup.

Table of Contents Show

Contoh soal pipa organa tertutup
Contoh soal pipa organa terbuka
Video yang berhubungan

Sama seperti dawai, pipa organa dapat menghasilkan bunyi dengan frekuesi yang berbeda-beda. Frekuensi pertama yang dihasilkan pipa organa disebut dengan nada dasar. Frekuensi selanjutnya disebut dengan nada atas pertama, nada atas kedua, nada atas ketiga dan seterusnya.

Rumus frekuensi pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup sebagai berikut.

Rumus pipa organa terbuka dan tertutup

Keterangan :

fn menyatakan frekuensi nada ke-n,
v menyatakan cepat rambat bunyi di udara,
L = panjang pipa organa
n = 0, 1, 2, 3, ….

Contoh soal pipa organa tertutup

Contoh soal 1

Pipa organa tertutup dengan panjang 30 cm menghasilkan nada atas ketiga dengan frekuensi 300 Hz. Hitunglah panjang gelombang yang dihasilkan pipa organa tertutup.

Penyelesaian soal / pembahasan

Panjang gelombang bunyi pada pipa organa tertutup dihitung dengan menggunakan rumus λ = 4 . L = 4 . 30 = 120 cm = 1,2 m.

Contoh soal 2

Diketahui pipa organa tertutup mempunyai panjang 40 cm. Jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s, hitunglah frekuensi nada dasar dan frekuensi nada atas pertama pipa organa tersebut.

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini, diketahui L = 40 cm = 0,4 m, v = 340 m/s dan n = 0 (nada dasar) dan n = 1 (nada atas pertama). Sehingga nada dasar dan frekuensi nada atas pertama pipa organa tersebut sebagai berikut:

→ fn = (2n + 1) Nada dasar

→ f0 = (2 . 0 + 1)

→ f0 = 212,5 Hz Nada atas pertama

→ f1 = (2 . 1 + 1)

→ f1 = 637,5 Hz

Jadi nada dasar dan frekuensi nada atas pertama pipa organa tertutup adalah 212,5 Hz dan 637,5 Hz.

Contoh soal 3

Perhatikan gambar dibawah ini.

Contoh soal pipa organa tertutup

Jika cepat rambat bunyi 340 m/s, hitunglah frekuensi yang dihasilkan pipa organa diatas.

Penyelesaian soal / pembahasan

Jenis nada yang dihasilkan pada gambar diatas adalah nada atas kedua dengan besar frekuensi sebagai berikut.

→ fn = (2n + 1)
→ f2 = (2 . 2 + 1)
→ f2 = 708,3 Hz

Frekuensi nada atas kedua pipa organa 708,3 Hz.

Contoh soal pipa organa terbuka

Contoh soal 1

Sebuah pipa organa terbuka panjangnya 30 cm. Pada saat ditiupkan udara ternyata kecepatan bunyinya 340 m/s. Tentukan panjang gelombang dan frekuensi nada dasar, nada atas pertama dan nada atas kedua.

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui L = 30 cm = 0,3 m dan v = 340 m/s.

→ λ = 2 L = 2 . 0,3 m = 0,6 m
→ fn = (n + 1)
→ f0 = (0 + 1) = 566,67 Hz
→ f1 = (1 + 1) = 1.133,33 Hz
→ f2 = (2 + 1) = 1.700 Hz

Jadi panjang gelombang = 0,6 m dan frekuensi nada dasar, nada atas pertama, nada atas kedua berturut-turut 566,67 Hz, 1.133,33 Hz dan 1.700 Hz.

Contoh soal 2

Perhatikan gambar dibawah ini.

Contoh soal pipa organa terbuka

Jika L = 80 cm dan v = 340 m/s maka hitunglah frekuensi yang dihasilkan pipa organa diatas.

Penyelesaian soal / pembahasan

Gambar diatas menunjukkan pipa organa terbuka yang menghasilkan frekuensi nada atas pertama dengan besar:

→ fn = (n + 1)
→ f1 = (1 + 1)
→ f1 = 425 Hz

Jadi frekuensi nada atas pipa organa 425 Hz.

Contoh soal 3

Diketahui pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup mempunyai panjang yang sama. Berapakan perbandingan frekuensi nada dasar kedua pipa tersebut.

Penyelesaian soal / pembahasan

Misalkan frekuensi nada dasar pipa organa terbuka f0b dan frekuensi nada dasar pipa organa tertutup f0t.

→ f0b : f0t = (n + 1) : (2n + 1)
→ f0b : f0t = (0 + 1) : (2 . 0 + 1) v dan L dicoret karena sama sehingga perbandingannya menjadi :

→ f0b : f0t = :

→ f0b : f0t = 4 : 2 = 2 : 1

Jadi perbandingan frekuensi nada dasar pipa organa terbuka dengan pipa organa tertutup adalah 2 : 1.

Contoh soal 4

Diketahui frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka X sama dengan frekuensi nada atas pertama pipa organa tertutup Z. Hitunglah panjang pipa organa Z jika panjang pipa organa X = 0,5 m.

Penyelesaian soal / pembahasan

Misalkan frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka fx dan frekuensi nada atas pertama pipa organa tertutup fz. Sehingga diperoleh:

→ fx = fz
→ (n + 1) = (2n + 1)
→ (2 + 1) = (2 . 1 + 1) v dicoret karena sama sehingga hasilnya sebagai berikut:

→ =

→ L = = 0,25 m

Jadi panjang pipa organa tertutup Z = 0,25 m.

Contoh soal 5

Diketahui pipa organa terbuka mempunyai panjang 0,20 m. Jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s, hitunglah panjang gelombang dan frekuensi nada atas kedua.

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui L = 0,20 m, v = 340 m/s dan n = 2. Frekuensi nada atas kedua sebesar:

→ fn = (n + 1)
→ f2 = (2 + 1)
→ f2 = 2.550 Hz

Panjang gelombang pipa organa terbuka sebesar λ = 2L = 2 . 0,20 = 0,4 meter.

Contoh soal 6

Diketahui nada atas pipa organa terbuka yang panjangnya 60 cm beresonansi dengan pipa organa tertutup. Jika saat resonansi jumlah simpul kedua pipa sama, hitunglah panjang pipa organa tertutup.

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui Lb = 60 cm = 0,6 m. Jumlah simpul saat resonansi sama berarti frekuensi kedua pipa adalah nada dasar. Jadi untuk menghitung panjang pipa organa tertutup menggunakan persamaan dibawah ini:

→ f0terbuka = f0tertutup
→ (n + 1) = (2n + 1)
→ (0 + 1) = (2 . 0 + 1)
→ =
→ Ltertutup = = 0,3 m

Jadi panjang pipa organa tertutup adalah 0,3 meter.

Saat kalian memainkan alat musik tiup, seperti seruling, terompet, hingga klarinet misalnya, apakah kalian tahu dari mana suara yang dihasilkan berasal dan bagaiman prosesnya? Dalam proses tersebut, sangat erat kaitannya dengan ilmu fisika yang berkaitan dengan pembahasan sumber bunyi, dimana pipa organa merupakan satu diantara sumbernya.

Pipa organa sendiri merupakan sebuah elemen penghasil suara. Pipa tersebut akan beresonansi (mengeluarkan suara) pada nada tertentu ketika ada aliran udara yang ditiupkan pada tekanan tertentu. Udara yang masuk ke pipa ini akan terbentuk perut pergeseran karena udara dapat bergerak bebas.

Udara tersebut akan berekspansi sehingga tekanan turun dan akan terjadi titik simpul tekanan. Pada gelombang berdiri longitudinal, titik simpul tekanan menyatakan titik perut pergeseran, sedangkan titik perut tekanan menyatakan titik simpul pergeseran. Pipa organa dibagi menjadi dua, yaitu:

Pipa Organa Terbuka

Ini merupakan pipa organa yang kedua ujungnya terbuka. Kedua ujung pipa yang terbuka selalu terbentuk perut gelombang. Ini menunjukan bahwa pembentukan pola gelombang longitudinal pada kedua ujung merupakan renggangan. Renggangan bersesuaian dengan perut gelombang dalam gelombang transversal.

(Baca juga: Gelombang Bunyi: Bunyi pada Dawai)

Nada terendah dicapai ketika panjang pipa sama dengan panjang setengah gelombang. Naiknya nada terjadi ketika terjadi penambahan jumlah gelombang dalam pipa. Sehingga, frekuensi nada-nada disini secara umum dapat dinyatakan dengan persamaan berikut ini :

dengan n = 1 (nada dasar); n = 2 (nada atas pertama); dan seterusnya….

Pipa Organa Tertutup

Ini merupakan pipa organa yang salah satu ujungnya tertutup. Pada bagian ujung tertutup akan selalu terbentuk simpul, sedangkan pada bagian yang lain akan terbentuk perut gelombang. Pada pipa jenis ini banyak simpul selalu sama dengan banyak perut yang terbentuk.

Sama halnya dengan jenis terbuka, jenis tertutup pun memiliki frekuensi nada dasar, frekuensi nada atas pertama, frekuensi nada atas kedua, dan sebagainya. Nada terendah yang dicapai oleh pipa jenis ini adalah ketika panjang pipa sama dengan seperempat panjang gelombang yang terbentuk dalam pipa.

Naiknya nada sebanding dengan kenaikan jumlah gelombang dalam pipa. Maka secara umum frekuensi nada-nada pipa disini dapat dirumuskan dengan persamaan berikut ini :

dengan n = 1 (nada dasar); n = 2 (nada atas pertama); dan seterusnya…