contoh soal materi pipa organa

PIPA ORGANA TERBUKA

SOAL NO 1

Jika sebuah pipa organa terbuka ditiup sampai timbul nada atas ketiga maka akan terjadi …. 
a. 4 perut dan 5 simpul 
b. 4 perut dan 4 simpul 
c. 4 perut dan 3 simpul 
d. 3 perut dan 4 simpul 
e. 3 perut dan 3 simpul 


Jawaban : B 
Pembahasan :
gambar dari pipa organa terbuka pada nada atas ke-3

Dari gambar di atas dapat diketahui bahwa jumlah perut 4 buah dan simpul 4 buah.

SOAL NO 2

Pada percobaan pipa organa terbuka, resonansi pertama tedengar pada ketinggian kolom udara 30 cm, maka resonansi kedua akan terdengar pada ketinggian kolom udara . . . . 
a. 45 cm 
b. 60 cm 
c. 75 cm 
d. 90 cm 
e. 120 cm 

Jawaban : B
Pembahasan : 
Resonansi pertama = nada dasar pipa organa terbuka 
Lo = 30 cm 
Menentukan panjang gelombang 
Lo = ½ λ  →  λ = 2Lo = 2 x 30 = 60 cm 
Resonansi kedua = Nada atas pertama, berlaku L = λ, maka
L1 = λ = 60 cm

SOAL NO 3

Sebuah pipa organa terbuka dengan panjang 75 cm ditiup sehingga menghasilkan gelombang stasioner dengan 3 buah perut. Jika cepat rambat bunyi di udara 300 m/s maka frekuensi yang dihasilkan adalah ... 
a. 100 Hz 
b. 150 Hz 
c. 300 Hz 
d. 450 Hz 
e. 600 Hz

Jawaban : E 
Pembahasan : 
L = 75 cm       V = 300 m/s
Gambar pipa organa terbuka dengan 3 perut :

Frekuensi pada nada atas ke-2 : 
f2 = 3V/2L = 3 x 300/(2 x 0,75) = 600 Hz

SOAL NO 4

Pipa organa terbuka dengan panjang 180 cm menghasilkan nada harmonik berurutan dengan frekuensi 300 Hz dan 375 Hz. Maka frekuensi nada dasarnya adalah ..... 
a. 75 Hz 
b. 100 Hz 
c. 125 Hz 
d. 150 Hz 
e. 175 Hz 

Jawaban : A 
Pembahasan :
L = 180 cm = 1,8 m
Nada harmonik berurutan dimisalkan n dan n+1, maka 
fn = 300 Hz       dan       fn+1 = 375 Hz 
Perbandingan frekuensi pada pipa organa terbuka adalah fn : fn+1 = n : n+1

Artinya frekuensi 300 Hz merupakan frekuensi resonansi ke 4 (Nada atas ke-3) 
Maka nada dasarnya (resonansi pertama) adalah 
fo : f4 = 1 : 4 sehingga fo = f4/4 = 300/4 = 75 Hz

SOAL NO 5

Dua buah pipa organa terbuka A dan B ditiup bersama – sama. Pipa A menghasilkan nada dasar yang sama tinggi dengan nada atas kedua pipa B. Perbandingan panjang pipa organa A dengan pipa organa B adalah ..... 
A. 3 : 1 
B. 1 : 3 
C. 1 : 2 
D. 2 : 2 
E. 2 : 3 

Jawaban : B 
Pembahasan : 
Pipa organa terbuka A dan B dimana Nada dasar A = nada atas kedua B

Jadi perbandingan panjang pipa A dan B adalah 1 : 3

PIPA ORGANA TERTUTUP

SOAL NO 6

Sebuah garputala dengan frekuensi sebesar 550 Hz digetarkan diatas sebuah tabung berisi air yang tingginya dapat diatur. Jika kecepatan bunyi di udara 330 m/s dan maka tinggi kolom udara saat resonansi ke-3 adalah .... 
a. 30 cm 
b. 45 cm 
c. 60 cm 
d. 75 cm 
e. 90 cm 

Jawaban : D 
Pembahasan :
f = 550 Hz          v = 330 m/s
Panjang gelombang λ adalah

Jadi panjang kolom udara pada resonansi ke-3 adalah 75 cm

SOAL NO 7

Cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s. Jika sebuah pipa organa tertutup ditiup menghasilkan nada atas ke-3 dengan tinggi kolom udara sebesar 70 cm, maka frekuensi yang terjadi sebesar .... 
a. 450 Hz 
b. 550 Hz 
c. 650 Hz 
d. 750 Hz 
e. 850 Hz

Jawaban : E 
Pembahasan : 
V = 340 m/s L4 = 70 cm = 0,7 m 
Frekuensi nada atas ke-3 (f4) adalah

 Jadi frekuensi nada atas ke-3 pada pipa organa tertutup adalah sebesar 850 Hz

SOAL CAMPURAN

SOAL NO 8

Pipa organa tertutup A memiliki frekuensi nada atas pertama yang sama tinggi dengan frekuensi nada dasar pipa organa terbuka B. Jika dalam keadaan yang sama panjang pipa B = 20 cm, panjang pipa A adalah … 
A. 90 cm 
B. 60 cm 
C. 30 cm 
D. 15 cm 
E. 7,5 cm

Jawaban : C 
Pembahasan : 
Pipa organa A = tertutup dan B = terbuka 
Nada atas 1 A (f1 A) = Nada dasar B (fo B) 
LB = 20 cm

Jadi panjang kolom udara pada pipa organa tertutup A pada nada atas pertama adalah L = 30 cm

SOAL NO 9

Frekuensi nada atas pertama pipa organa terbuka A sama dengan frekuensi nada dasar pipa organa tertutup B. Jika panjang pipa A = 60 cm, maka panjang pipa B adalah … 
A. 10 cm 
B. 15 cm 
C. 20 cm 
D. 24 cm 
E. 30 cm

Jawaban : B 
Pembahasan : 
Pipa organa A = terbuka, pipa organa B = tertutup
Nada atas 1 A (f1 A) = Nada dasar B ( fo B )
LA = 60 cm

Jadi panjang kolom udara pipa organa B pada nada dasar adalah 15 cm

SOAL NO 10

Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan nada atas kedua dengan frekuensi x Hz, sedangkan pipa organa tertutup B menghasilkan nada atas ketiga dengan frekuensi y Hz. Bila panjang, suhu dan jenis gas dalam kedua pipa organa sama, perbandingan y dengan x adalah … 
A. 7 : 6 
B. 6 : 7 
C. 5 : 5 
D. 6 : 5 
E. 5 : 7

Jawaban : B
Pembahasan : 
Frekuensi nada atas ke-2 pipa organa terbuka = x 
Frekuensi nada atas ke-3 pipa organa tertutup = y 
Panjang pipa sama

Jadi perbandingan frekuensi pipa organa terbuka A dan tertutup B adalah 6 : 7

SOAL NO 11

Frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka sama dengan frekuensi nada atas pertama sebuah pipa organa tertutup yang ditiup bergantian pada suhu sama. Perbandingan panjang pipa organa terbuka dengan panjang pipa organa tertutup tersebut adalah … 
A. 4 : 1 
B. 2 : 1 
C. 1 : 1 
D. 1 : 2 
E. 1 : 4 

Jawaban : B 
Pembahasan : 
Panjang pipa organa terbuka = LA 
Panjang pipa organa tertutup = LB 
Frekuensi nada atas ke-2 pipa organa terbuka = Frekuensi nada atas ke-1 pipa organa tertutup

Jadi perbandingan panjang pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup adalah 2 : 1

SOAL NO 1

Tali dengan massa persatuan panjang sebesar 2 gr/m ditegangkan dengan gaya sebesar 320 N. Maka kecepatan bunyi tersebut adalah ....... 
a. 100 m/s 
b. 200 m/s 
c. 300 m/s 
d. 400 m/s 
e. 500 m/s

Jawaban : D
Pembahasan :
μ = 2 gr/m = 2. 10-3 kg/m
F = 320 N
v = .......?

Jadi cepat rambat gelombang bunyi pada dawai adalah 400 m/s 

SOAL NO 2

Jika sebuah dawai digetarkan sampai timbul nada atas kedua maka akan terjadi ….
a. 4 perut dan 5 simpul
b. 4 perut dan 4 simpul
c. 4 perut dan 3 simpul
d. 3 perut dan 4 simpul
e. 3 perut dan 3 simpul

Jawaban : D
Pembahasan : 
Nada atas kedua dari dawai dapat digambarkan dengan :

dari gambar di atas diperoleh : 3 perut dan 4 simpul 

SOAL NO 3

Frekuensi nada dasar sebuah dawai sepanjang L adalah 120 Hz. Jika dawai diperpendek menjadi ¼ L maka frekuensi nada dasarnya menjadi ......

a. 30 Hz 

b. 60 Hz 

c. 120 Hz 

d. 240 Hz 

e. 480 Hz

Jawaban : E

mula - mula : frekuensi f, panjang dawai L

perubahan : frekuensi f', panjang dawai L'

SOAL NO 4

Frekuensi nada dasar yang dihasilkan oleh sebuah dawai adalah 200 Hz. Maka nada atas ke-dua yang dihasilkan mempunyai frekuensi sebesar ......
a. 200 Hz
b. 300 Hz
c. 400 Hz
d. 500 Hz
e. 600 Hz

Jawaban : E

Pembahasan :

INGAT Perbandingan frekuensi pada dawai
nada dasar : nada atas 1 : nada atas 2 = f0 : f1 : f2 = 1 : 2 : 3
Maka Nada atas ke-dua = 3 x nada dasar = 3 x 200 = 600 Hz 

SOAL NO 5

Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10 gr ditegangkan 200 N, maka saat dipetik akan menghasilkan nada-nada. Maka frekuensi nada atas ketiga yang dihasilkan piano adalah .... 

a. 100 Hz 

b. 200 Hz 

c. 300 Hz 

d. 400 Hz 

e. 500 Hz

Jawaban : D

Pembahasan :

L = 50 cm = 0,5 m

m = 10 gr = 10-2 kg

F = 200 N

frekuensi nada atas ke-3 : .......?

untuk menentukan frekuensi maka sebelumnya harus mengetahui cepat rambat bunyi

Jadi frekuensi nada atas ke-3 pada dawai tersebut adalah 400 Hz 

SOAL NO 6

seutas dawai mempunyai panjang sebesar 150 cm menghasilkan nada dasar 120 Hz. Maka cepat rambat gelombang bunyi tersebut adalah ...... 

a. 120 m/s 

b. 150 m/s 

c. 240 m/s 

d. 300 m/s 

e. 360 m/s

Jawaban : E

Pembahasan : 

L = 150 cm = 1,5 m

f0 = 120 Hz

Nada dasar dawai

L = ½ λ

λ = 2L = 2 x 1,5 = 3 m

V = λ x f = 3 x 120 = 360 m/s

Jadi cepat rambat gelombang bunyi tersebut adalah 360 m/s 

SOAL NO 7 

Dawai digetarkan hingga membentuk 4 simpul gelombang penuh. Jika frekuensi yang dihasilkan sebesar 150 Hz dan cepat rambat gelombang sebesar 240 m/s, maka panjang dawai tersebut adalah .....

a. 1,2 m 

b. 1,5 m 

c. 2,0 m 

d. 2,4 m 

e. 3,6 m 

Jawaban : D

Pembahasan :

Gelombang bunyi menghasilkan 4 simpul = nada atas kedua (λ = 2/3 L atau L = 3/2 λ)

f = 150 Hz

v = 240 m/s

λ = v/f = 240/150 = 8/5 m 

L = 3/2 λ = 3/2 x 8/5 = 2,4 m

Jadi panjang dawai tersebut adalah 2,4 m 

SOAL NO 8 

Seutas dawai terikat pada kedua ujungnya. Salah satu frekuensi resonansinya adalah 375 Hz dan frekuensi resonansi berikutnya adalah 450 Hz. Maka frekuensi nada dasar (resonansi pertama) adalah ...... 

a. 50 Hz 

b. 75 Hz 

c. 100 Hz 

d. 125 Hz 

e. 150 Hz 

Jawaban : B

Pembahasan :

Frekuensi resonansi yang berurutan diketahui 375 Hz dan 450 Hz. 

Misalkan resonansi pertama adalah resonansi ke n maka resonansi kedua adalah n+1 

mencari nilai n :

Jadi frekuensi nada dasar dawai adalah 75 Hz