Resonansi Bunyi: Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal
Melansir Britannica, bunyi adalah gangguan mekanis dari keadaan kesetimbangan yang merambat melalui media bahan elastis. Salah satu konsep yang terkait dengan bunyi adalah resonansi bunyi.
Resonansi bunyi memiliki peranan penting dalam berbagai aspek kehidupan sehari-hari, seperti dalam musik, sains, dan teknologi. Pada artikel ini, akan dibahas pengertian resonansi bunyi, rumus resonansi pada pipa organ tertutup dan terbuka, rumus efek Doppler, serta beberapa contoh soal yang dapat membantumu memahami konsep ini dengan lebih baik.
Tanpa berlama-lama, yuk, belajar bersama mengenai resonansi bunyi ini! Check it out!
1. Pengertian resonansi bunyi
Resonansi bunyi adalah fenomena ketika sebuah objek atau medium menerima getaran pada frekuensi tertentu yang sama dengan frekuensi alami objek tersebut. Ketika frekuensi sumber bunyi cocok dengan frekuensi resonansi objek, terjadi penguatan bunyi secara signifikan. Resonansi bunyi dapat ditemui dalam berbagai situasi, mulai dari alat musik, sistem audio, hingga dalam studi akustik dan fisika.
Melansir Physic Classroom, kata resonansi secara sempit berarti bergema atau bersuara bersama dengan suara yang keras. Resonansi adalah penyebab umum produksi suara pada alat musik. Salah satu model resonansi yang bisa kamu lihat adalah tabung resonansi/pipa organ yang sebagian diisi dengan air dan dipaksa bergetar oleh garpu tala, baik tertutup atau terbuka.
2. Rumus resonansi bunyi pada pipa organ tertutup
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, resonansi bunyi dapat kamu lihat dan ketahui dengan memanfaatkan pipa organ, baik yang tertutup maupun terbuka. Nah, rumus yang digunakan untuk menghitung frekuensi resonansi pada pipa orgel tertutup adalah:
f = (2n - 1) × v / 4L
Keterangan:
- f = Frekuensi resonansi;
- n = Bilangan bulat positif (bilangan harmonik);
- v = Kecepatan suara di medium (misalnya udara);
- L = Panjang pipa orgel tertutup.
3. Rumus resonansi bunyi pada pipa organ terbuka
Yang akan dibahas pada bagian ini adalah pipa organ terbuka. Rumus yang digunakan untuk menghitung frekuensi resonansi pada pipa orgel terbuka adalah:
f = n × v / 2L
Keterangan:
- f = Frekuensi resonansi;
- n = Bilangan bulat positif (bilangan harmonik);
- v = Kecepatan suara di medium (misalnya udara);
- L = Panjang pipa orgel terbuka.
4. Rumus efek Doppler
Resonansi bunyi memiliki hubungan yang erat dengan sebuah efek yang dinamakan efek Doppler. Melansir Isaac Physics, efek Doppler menggambarkan bagaimana frekuensi gelombang berubah ketika sumber dan pengamat bergerak relatif satu sama lain.
Rumus efek Doppler adalah:
f' = f × (v + v₀) / (v - v₀)
Keterangan:
- f' = Frekuensi yang didengar oleh pengamat;
- f = Frekuensi sumber bunyi;
- v = Kecepatan suara di medium (misalnya udara);
- v₀ = Kecepatan pengamat atau sumber bunyi (arah positif menunjukkan gerakan menjauh, arah negatif menunjukkan gerakan mendekat).
5. Contoh soal dan pembahasan
Bagaimana, nih, sudah paham mengenai resonansi bunyi? Jika belum, mantapkan lagi pemahamanmu dengan mencerna contoh soal dan pembahasannya di bawah ini. Check it out!
Soal 1:
Sebuah pipa orgel tertutup memiliki panjang 50 cm. Jika kecepatan suara di udara adalah 340 m/s, tentukan frekuensi resonansi fundamental pipa tersebut!
Jawaban:
f = (2n - 1) × v / 4L
f = (2 × 1 - 1) × 340 / (4 × 0.5)
f = (2 - 1) × 340 / 2
f = (2 - 1) × 170
f = 340 - 170
f = 170 Hz
Soal 2:
Sebuah pipa orgel terbuka memiliki panjang 1 meter. Jika kecepatan suara di udara adalah 340 m/s, tentukan frekuensi resonansi fundamental pipa tersebut!
Jawaban:
f = n × v / 2L
f = 1 × 340 / (2 × 1)f = 340 / 2
f = 170 Hz
Soal 3:
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 30 m/s mendekati seorang pengamat. Jika frekuensi suara yang dihasilkan oleh mobil adalah 500 Hz, hitunglah frekuensi yang didengar oleh pengamat!
Jawaban:
f' = f × (v + v₀) / (v - v₀)
f' = 500 × (340 + 30) / (340 - 30)
f' = 500 × 370 / 310
f' = 570.59 Hz
Resonansi bunyi adalah fenomena yang penting dalam dunia fisika dan sains. Dengan memahami konsep resonansi dan rumus yang terkait, kamu dapat mengaplikasikannya dalam berbagai situasi, seperti dalam musik, akustik, dan teknologi. Semoga artikel ini dapat membantu meningkatkan pemahamanmu tentang resonansi bunyi.
