Hai Quipperian, pernahkah kamu memetik senar gitar? Ketika Anda memetik salah satu senar, pasti udara di dalam kolom gitar akan bergetar bukan? Kenapa ini terjadi? Itu karena frekuensi bunyi senar yang Anda petik sama dengan frekuensi alami udara di kolom gitar. Dalam Fisika, kondisi semacam ini disebut resonansi bunyi. Lalu, apa yang dimaksud dengan resonansi bunyi? Yuk, simak ulasan lengkapnya!
Definisi Resonansi Suara
Resonansi bunyi adalah getaran suatu benda akibat getaran benda lain yang mempunyai frekuensi sama. Frekuensi yang dimaksud adalah frekuensi natural benda ya. Dengan menggetarkan semua benda dengan frekuensi yang sama, resonansi ini dapat memperkuat suara asli benda tersebut, Kamu tahu.
Namun, bagaimana jika kedua benda tersebut memiliki frekuensi yang berbeda? Jika frekuensinya tidak sama, resonansi suara tidak akan terjadi. Misalnya, Anda meletakkan piring di sebelah gitar. Kemudian, Anda memetik senar gitar. Akankah pelat di sebelah gitar bergetar? Jika tidak, berarti frekuensi bunyi pelat tidak sama dengan frekuensi bunyi senar pada gitar.
Properti Resonansi Suara
Sifat resonansi bunyi adalah sebagai berikut.
- Mampu menggetarkan benda lain dengan frekuensi yang sama.
- Mampu memperkuat frekuensi suara sehingga terdengar lebih nyaring.
- Dapat merambat melalui zat padat dan udara.
Apa Kondisi Resonansi Suara?
Resonansi suara terjadi ketika kondisi berikut terpenuhi.
- Harus ada sumber bunyi atau benda lain yang menghasilkan getaran.
- Ada media untuk perambatan gelombang suara, baik padat maupun udara.
- Pasti ada sesuatu selain sumber suara atau sumber getaran.
- Frekuensi sumber bunyi atau sumber getaran harus sama dengan frekuensi alamiah benda selain sumber bunyi.
Apa Contoh Resonansi Suara
Anda dapat melihat contoh resonansi bunyi pada tabung resonator, yaitu tabung berbentuk pipa yang dapat diisi air di dalamnya. Pengisian air dapat diatur, sesuai dengan ketinggian kolom udara yang diinginkan. Perhatikan ilustrasi berikut.
Dengan λ = panjang gelombang suara.
Jika sumber bunyi merambat dari mulut tabung, maka akan terdengar dengungan pada saat panjang kolom udara 1/4 λ, 3/4 λ, dan 5/4 λ. Artinya, suara dengung akan dihasilkan pada panjang kolom udara tertentu (bukan sembarang kolom), dengan mengikuti persamaan di atas. Lalu, apa sebenarnya bunyi dengung yang dimaksud? Dengung adalah hasil resonansi antara sumber suara asli dan udara di dalam tabung.
Formula Resonansi Suara
Rumus resonansi bunyi pada kolom udara (tabung resonator) seperti gambar di atas dinyatakan sebagai berikut.
Karena =vf, maka:
Dengan:
L = panjang kolom udara (m);
N = 1, 2, 3, …, dst.;
λ = panjang gelombang bunyi (m);
ay = kecepatan gelombang bunyi (m/s); Dan
F = frekuensi gelombang suara (Hz).
Aplikasi Resonansi Bunyi dalam Kehidupan Sehari-hari
Banyak kejadian di sekitar Anda yang menerapkan terjadinya resonansi suara, antara lain:
- Telinga dapat mendengar suara karena lapisan tipis gendang telinga bergetar. Nah, gendang telinga bisa bergetar karena ada sumber bunyi atau sumber getaran yang berada di luar telinga. Artinya, frekuensi alami gendang telinga sama dengan frekuensi sumber bunyi. Ingatkah anda, berapakah rentang frekuensi sumber bunyi yang dapat didengar manusia? Dari rentang frekuensi tersebut, apa yang dapat Anda simpulkan? PR, ya.
- Siapa yang suka main drum? Drum terdiri dari dua selaput tipis yang direkatkan pada bingkai yang terlihat seperti biji mentimun dengan kolom udara di tengahnya. Saat dipukul, akan muncul suara bukan? Suara dihasilkan oleh getaran udara di kolom drum karena resonansi.
- Ketika tetangga Anda mengadakan perayaan dengan memasang Sistem suara cukup keras, biasanya kaca rumah juga akan ikut bergetar. Itu karena frekuensi yang dihasilkan Sistem suara sama dengan frekuensi getar alami kaca.
Contoh Masalah Resonansi Suara
Untuk mengasah pemahaman Anda, mari kita lihat beberapa contoh berikut.
Contoh Soal 1
Sumber bunyi dengan panjang gelombang 25 cm disebarkan melalui mulut tabung kolom udara. Pada resonansi pertama, berapa panjang kolom udara?
Diskusi:
Dikenal:
λ = 25 cm = 0,25 m
N = 1
diminta: L1 =…?
Menjawab:
Untuk mencari panjang kolom udara saat resonansi pertama terjadi, gunakan persamaan berikut.
Jadi, panjang kolom udara saat resonansi pertama terjadi adalah 6,25 cm.
Contoh Soal 2
Sebuah garpu tala digetarkan pada mulut tabung resonator dengan frekuensi resonansi pertama 680 Hz. Tabung berisi 17,5 cm air. Jika cepat rambat gelombang bunyi di udara 340 m/s, berapakah tinggi tabung?
Diskusi:
Dikenal:
diminta: Htabung =…?
Menjawab:
Pertama, tentukan terlebih dahulu panjang kolom udara saat resonansi pertama terjadi.
Tinggi tabung adalah jumlah panjang kolom udara dan tinggi air. Karena itu,
Jadi tinggi tabung adalah 30 cm.
Contoh Soal 3
Anisa melakukan percobaan dengan menggunakan tabung resonator (tabung kolom udara). Resonansi pertama terjadi ketika panjang kolom udara 10 cm. Sedangkan resonansi kedua terjadi pada saat panjang kolom udara 15 cm. Berapa rasio frekuensi resonansi pertama dan kedua?
Diskusi:
Dikenal:
Ditanyakan: f1 :F2 =…?
Menjawab:
Dari soal ini, kecepatan gelombang bunyi di udara diasumsikan sama, yaitu ay. Itu karena kedua percobaan dilakukan dalam tabung resonator yang sama. Untuk menentukan perbandingan, gunakan persamaan berikut.
Jadi perbandingan frekuensi resonansi pertama dan kedua adalah 1 : 2.
Itulah pembahasan Quipper Blog kali ini. Semoga bermanfaat, ya. Untuk mendapatkan materi lengkapnya, buruan gabung dengan Quipper Video. Dengan Quipper Video, belajar menjadi lebih mudah dan menyenangkan. Salam Quippers!
