Rumus Frekuensi Pipa Organa Terbuka dan Tertutup

Pipa organa terbuka dan tertutup berbentuk alat-alat yang dapat menghasilkan bunyi (sumber gelombang bunyi). Tinggi rendahnya bunyi yang dihasilkan dinyatakan dalam besaran yang disebut frekuensi bunyi dengan satuan Hertz (Hz). Besar frekuensi bunyi yang dihasilkan pipa organa dapat dihitung menggunakan rumus frekuensi pipa organa.

Rumus frekuensi pipa organa dibedakan menjadi dua macam berdasarkan bentuk pipa organa. Di mana, kedua bentuk pipa organa meliputi pipa organa terbuka dan tertutup. Aplikasi pipa organa terbuka terdapat pada alat-alat musik seperti seruling, angklung, dan botol kaca berisi air yang dipukul bagian tengahnya. Sedangkan contoh penerapan pipa organa tertutup terdapat pada terompet, klarinet, dan botol berisi air yang ditiup bagian mulut botol.

Bagaimana rumus frekuensi pipa organa? Bagaimana penerapan rumus frekeunsi pipa organa? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.

Table of Contents

Rumus Frekuensi Pipa Organa Terbuka

Pipa organa terbuka adalah tabung yang kedua ujungnya terbuka sehingga pada kedua ujung pipa selalu terbentuk perut gelombang. Kondisi tersebut menunjukan bahwa pembentukan pola gelombang longitudinal pada kedua ujung merupakan renggangan.

Pada pipa organa terbuka, memiliki simpul terbuka simpangan di kedua ujungnya dan paling tidak memiliki satu simpul tertutup agar terjadi gelombang berdiri di dalam pipa organa. Satu simpul tertutup berhubungan dengan frekuensi dasar tabung/pipa organa. Dengan jarak antara simpul (l) tertutup/terbuka sama dengan setengah panjang gelompang (λ) sehingga dapat dituliskan persamaan l = 1/2λ. Dengan demikian frekuensi dasar (f0) pipa organa sama dengan f0 = v/λ = v/2l , di mana cepat rambat bunyi (v) di udara biasanya sama dengan 340 m/s.

Rumus frekuensi pipa organa terbuka pada nada atas n = 1, 2, 3, dan seterusnya sesuai dengan persamaan berikut.

Rumus Frekuensi Pipa Organa Terbuka

Keterangan dan satuan:
f0 = frekuensi dasar
fn = frekuensi nada atas n = 1, 2, 3, … (Hz)
λ = panjang gelombang (m)
l =  panjang pipa organa atau jarak antar simpul tertutup/terbuka (m)
v = cepat rambat bunyi (m/s)

Perbandingan frekuensi (fn) dan panjang gelombang (λ) pada pipa organa terbuka:
f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1/2 : 1 : 3/2 : 2 : …
f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 2 : 3 : 4 : …

Baca Juga: Persamaan-Persamaan yang Sesuai Efek Doppler

Rumus Frekuensi Pipa Organa Tertutup

Pipa organa tertutup adalah tabung/pipa yang salah satu ujungnya tertutup, sedangkan ujung yang lainnya terbuka. Bentuk tabung yang memiliki bagian ujung tertutup akan membuat gelombang selalu terbentuk simpul karena udara tidak bebas bergerak. Sedangkan pada bagian yang lain (bagian ujung tabung yang terbuka) akan terbentuk perut gelombang karena udara bebas bergerak.

Pada pipa organa tertutup banyak simpul selalu sama dengan banyak perut yang terbentuk. Jarak antara simpul tertutup dan terbuka terdekat adalah 1/4λ. Di mana, besar frekuensi dasar pada tabung hanya berhubungan dengan seperempat panjang gelombang di dalam tabung yang dapat dinyatakan dalam persamaan l = 1/4λ atau λ = 4l. Sehingga, besar frekuensi dasar (f0) pipa organa dapat dihitung melalui persamaan f0 = v/λ = v/4l dengan v adalah cepat rambat gelombang bunyi di udara.

Rumus frekuensi pipa organa tertutup pada nada atas n = 1, 2, 3, dan seterusnya sesuai dengan persamaan berikut.

Rumus Frekuensi Pipa Organa Tertutup

Keterangan dan satuan:
f0 = frekuensi dasar
fn = frekuensi nada atas n = 1, 2, 3, … (Hz)
λ = panjang gelombang (m)
l =  panjang pipa organa atau jarak antar simpul tertutup/terbuka (m)
v = cepat rambat bunyi (m/s)

Perbandingan frekuensi (fn) dan panjang gelombang (λ) pada pipa organa terbuka:
f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1/4 : 3/4 : 5/4 : 7/4 : …
f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 3 : 5 : 7 : …

Baca Juga: Perbedaan Bunyi Gaung dan Gema

Contoh Soal dan Pembahasan

Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasan bagaimana cara penggunaan rumus frekuensi pipa organa. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!

Contoh 1 – Perbandingan Rumus Frekuensi Pipa Organa

Sebuah pipa organa terbuka memiliki panjang 60 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s maka frekuensi pipa organa pada nada atas kedua adalah ….
A. 350 Hz
B. 500 Hz
C. 675 Hz
D. 850 Hz
E. 1.125 Hz

Pembahasan:
Dari keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh informasi-informasi seperti berikut.

  • Panjang pipa organa terbuka: l = 60 cm = 0,6 m
  • Cepat rambat bunyi di udara: v = 340 m/s

Menghitung frekuensi pipa organa pada nada atas kedua (n = 2):

Cara Menghitung Frekuensi Pipa Organa Terbuka

Jadi, frekuensi pipa organa pada nada atas kedua adalah 850 Hz.

Jawaban: D

Contoh 2 – Aplikasi Rumus Frekuensi Pipa Organa Terbuka dan Tertutup

Frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka adalah 450 Hz. Jika pipa organa tersebut ditutup, frekuensi nada atas ketiganya adalah ….
A. 300 Hz
B. 375 Hz
C. 525 Hz
D. 600 Hz
E. 675 Hz

Pembahasan:
Berdasarkan keterangan yang diberikan pada soal diperoleh informasi bahwa frekuensi nada atas kedua (n = 2) pipa organa terbuka: fbuka(2) = 450 Hz.

Menghitung frekuensi nada atas ketiganya (n = 3) pada pipa organa tertutup:

Cara Menghitung Perbandingan Frekuensi Pipa Organa Terbuka dan Tertutup

Jadi, frekuensi nada atas ketiganya pada pipa organa tertutup adalah 525 Hz.

Jawaban: C

Baca Juga: Panjang Gelombang, Periode, dan Frekuensi Gelombang Bunyi

Contoh 3 – Penggunaan Rumus Frekuensi Pipa Organa

Disediakan dua pipa organa yang satu terbuka dan yang lain tertutup masing-masing dengan panjang yang sama. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s maka perbandingan frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka dengan frekuensi nada atas kedua pipa organa tertutup adalah ….
A. 2 : 1
B. 3 : 2
C. 4 : 5
D. 5 : 6
E. 6 : 5

Pembahasan:
Berdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh informasi-informasi seperti berikut.

  • Dua pipa organa dengan jenis berbeda (pipa organa terbuka dan tertutup)
  • Panjang pipa organa terbuka = panjang pipa organa tertutup
  • Cepat rambat bunyi di udara: v = 340 m/s

Menghitung perbandingan frekuensi nada atas kedua (n = 2) pipa organa terbuka dan tertutup.

Contoh Cara Menghitung Frekuensi Pipa Organa Terbuka dan Tertutup

Jadi, perbandingan frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka dengan frekuensi nada atas kedua pipa organa tertutup adalah 6 : 5.

Jawaban: E

Contoh 4 – Perbandingan Frekuensi Pipa Organa Terbuka dan Tertutup

Pipa organa terbuka A dan pipa organa tertutup 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

Pembahasan:
Berdasarkan keterangan yang diberikan pada soal dapat diperoleh informasi-informasi seperti berikut.

  • Pipa organa A = pipa organa terbuka
  • Pipa organa B = pipa organa tertutup
  • Panjang pipa organa A sama dengan pipa organa B

Menghitung perbandingan frekuensi nada atas pertama (n = 1) antara pipa organa A dan pipa organa B:

Rumus Perbandingan Frekuensi Pipa Organa Terbuka dan Tertutup

Jadi, perbandingan frekuensi nada atas pertama antara pipa organa A dan pipa organa B adalah 4 : 3.

Jawaban: E

Demikianlah tadi ulasan rumus frekuensi pipa organa dan contoh penerapannya untuk menyelesaikan soal. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!

Baca Juga: Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Besar Periode dan Frekuensi Pegas

Leave a Reply

Your email address will not be published.

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.