Gelombang & Bunyi
Resonansi pipa
Tekan Putar — getarkan pipa terbuka pada frekuensi dasarnya; resonansi memperkuat responsnya.
Resonansi pipa — simulasi Gelombang & Bunyi interaktif. Tekan Putar — getarkan pipa terbuka pada frekuensi dasarnya; resonansi memperkuat responsnya. Laboratorium fisika virtual gratis berbasis browser dengan pengukuran SI langsung dan tutorial terpandu.
Resonansi dalam pipa
Sebuah pipa terbuka beresonansi ketika frekuensi eksitasi cocok dengan sebuah mode gelombang berdiri.
Untuk sebuah pipa terbuka-terbuka, panjang gelombang yang diizinkan memenuhi L = nλ/2. Pada resonansi, amplitudo bertambah karena energi ditransfer secara efisien ke mode pipa.
- fₙ = n·v/(2L)
- Pipa terbuka: λₙ = 2L/n
Singkat investigasi
Rencanakan pertanyaan sebelum Anda membuka lab
Ringkasan ini mencerminkan halaman prerender: pertanyaan utama, prediksi yang bersaing, peran variabel, hukum yang mengatur, penyiapan, serta petunjuk analisis dan pengembangan tetap terlihat dalam urutan ini.
Pertanyaan mengemudi
Kolom udara terbuka (seperti pipa organ terbuka) beresonansi pada frekuensi dasar yang ditentukan oleh panjangnya. Jika Anda menggunakan pipa yang lebih pendek, apakah nada resonansinya naik atau turun?
Prediksi untuk ditimbang
- Pipa yang lebih pendek beresonansi pada frekuensi dasar yang lebih rendah.
- Pipa yang lebih pendek beresonansi pada frekuensi dasar yang lebih tinggi.
- Panjang pipa tidak mempengaruhi frekuensi dasar.
Peran variabel
Apa yang Anda tetapkan:
- Panjang pipa L (m)
Apa yang Anda ukur:
- Panjang gelombang dasar λ (m)
- Frekuensi dasar f₁ (Hz)
Bagaimana penyelidikannya berjalan
- Buka preset resonansi pipa dan tekan Reset. Pipa terbuka pada kedua ujungnya, pada suhu 20°C.
- Aktifkan pembacaan frekuensi fundamental pada pipa.
- Tetapkan panjang pipa untuk setiap percobaan dan catat frekuensi dasar.
Persamaan yang mengatur
Fundamental Pipa Terbuka — f₁ = c/(2L)
Kolom udara terbuka di kedua ujungnya beresonansi dengan panjang gelombang penuh yang dua kali panjangnya (λ = 2L), memberikan frekuensi dasar f₁ = c/(2L) — hubungan kecepatan-panjang gelombang yang sama seperti gelombang apa pun, yang diterapkan pada suara di udara.
Apa yang diminta siswa untuk dikerjakan oleh lembar kerja yang dapat dicetak
- Untuk satu percobaan, hitung f₁ = c/(2L) menggunakan c = 331.3 ·√(1 + 20 /273.15) m/s untuk 20 °C udara. Bandingkan dengan tabel.
- Dasar pipa terbuka-terbuka mempunyai panjang gelombang penuh λ = 2L. Jelaskan dengan menggunakan v = fλ, mengapa f₁ = c/(2L) mengikuti langsung dari panjang gelombang tersebut.
Di mana hal ini muncul di luar lab
- Sebuah pipa yang salah satu ujungnya ditutup (seperti klarinet) hanya mendukung harmonik ganjil dan memiliki dasar f₁ = c/(4L) — setengah frekuensi percobaan ini untuk panjang yang sama. Mengapa menutup salah satu ujungnya bisa menggandakan panjang gelombang efektif?
- Kecepatan suara c meningkat seiring dengan suhu udara. Jika Anda memainkan pipa yang sama di luar ruangan pada hari yang lebih dingin, apakah nada resonansinya akan naik atau turun? Mengapa alat musik tiup perlu disetel ulang seiring perubahan suhu?
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.4 Standing waves and resonance
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Selamat datang di resonansi dalam pipa
- Pilih pipa
- Tekan Putar
- Menggetarkan nada dasar
- Buka inspektur
- Berhasil!
Buka simulasi interaktif untuk membangun adegan, tekan Putar, dan jelajahi dengan pengukuran langsung dan tutorial terpandu.