Resonansi pada Kolom Udara

Resonansi- Kamu pernah mendengar kata “resonansi”? Resonansi sangat penting dalam dunia musik.Dawai tidak dapat menghasilkan nada yang nyaring tanpa adanya kotak resonansi. Coba kamu perhatikan alat musik gitar, pada gitar terdapat kotak atau ruang udara tempat udara ikut bergetar apabila senar gitar dipetik. Udara dalam kotak udara ini bergetar dengan frekuensi yang sama dengan yang dihasilkan oleh senar gitar. Udara yang mengisi tabung gamelan juga ikut bergetar jika lempengan logam pada gamelan tersebut dipukul. Tanpa adanya tabung kolom udara di bawah lempengan logamnya, Anda tidak dapat mendengar nyarignya bunyi gamelan tersebut. Jadi, resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar dan memiliki frekuensi yang sama atau kelipatan bilangan bulat dari frekuensi sumber itu. Jika sebuah garputala dipukul maka garputala tersebut akan ikut bergetar. Frekuensi bunyi yang dihasilkannya bergantung pada bentuk, besar, dan bahan garputala.

Gambar 1.66 Garputala yang digetarkan akan menghasilkan resonansi.
1. Resonansi pada Kolom Udara
Coba Anda perhatikan gambar berikut ini.

Gambar 1 67 Resonansi pada kolom
Gambar di atas menunjukkan apabila pada kolom udara yang terletak di atas permukaan air digetarkan sebuah garputala, molekul-molekul udara dalam kolom udara tersebut akan ikut bergetar. Syarat terjadinya resonansi, antara lain sebagai berikut.
a. Pada permukaan air harus terbentuk simpul gelombang.
b. Pada ujung tabung bagian atas merupakan perut gelombang.
Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran udara pada pipa organa tertutup. Jadi, resonansi pertama akan terjadi jika panjang kolom udara di atas air ¼ λ, resonansi kedua ¾ λ, resonansi ketiga 5/4 λ, dan seterusnya. kedua , resonansi ketiga , dan seterusnya. Kolom udara pada percobaan penentuan resonansi di atas berfungsi sebagai tabung resonator. Peristiwa resonansi ini dapat dipakai untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di udara. Agar dapat terjadi resonansi, panjang kolom udaranya
l = (2n – 1) ¼ λ
dengan n = 1, 2, 3, ….
Dari uraian di atas dapat ditentukan bahwa resonansi berurutan dapat Anda dengar, apabila satu resonansi dengan resonansi berikutnya memiliki jarak Δl = ½ λ. Jika frekuensi garputala diketahui, cepat rambat gelombang bunyi di udara dapat diperoleh melalui hubungan Dari uraian di atas dapat ditentukan bahwa resonansi berurutan dapat Anda dengar, apabila satu resonansi dengan resonansi berikutnya memiliki jarak Δl = ½ λ. Jika frekuensi garputala diketahui, cepat rambat gelombang bunyi di udara dapat diperoleh melalui hubungan v = λ.f
2 . Eksperimen Kundt
Eksperimen Kundt dapat digunakan untuk menentukan cepat rambat gelombang dalam tabung gas pada suhu tertentu.Peristiwa ini dapat terjadi berdasarkan prinsip resonansi.
Langkah-langkah eksperimen Kundt adalah sebagai berikut.
1. Batang getar A dijepit di tengah-tengahnya, yaitu B. Kemudian, batang getar A digetarkan sehingga kolom udara dalam tabung yang berisi serbuk gabus ikut bergetar. Hal ini akan menunjukkan peristiwa resonansi, yaitu jika terlihat pengelompokkan serbuk gabus seperti pada gambar.
2. Hal di atas dapat pula diperoleh dengan menggeser pengisap D maju atau mundur agar dalam tabung yang terbuat dari kaca it timbul gejala gelombang longitudinal stasioner yang kuat dan terlihat dengan pengelompokkan serbuk gabus. Titik yang tidak bergetar adalah simpul.
3. Pada bagian simpul gelombang,serbuk gabus akan diam, sedangkan pada bagian perut gelombang akan terdapat amplitudo maksimum gelombang (bergetar kuat).
4. Dengan mengukur jarak antara dua simpul yang berurutan dapat ditentukan panjang gelombang dari gelombang yang terbentuk. Jarak simpul ke simpul adalah v = λ.f
5. Frekuensi getaran yang dihasilkan sama dengan frekuensi getaran batang A yang nilainya telah diketahui.
6. Oleh karena itu, cepat rambat gelombang dalam gas tersebut dapat ditentukan dengan persamaan v = λ.f