Gelombang Berdiri: Harmonik pada Tali Tetap

1 · Memprediksi

Sebuah tali yang diikat pada kedua ujungnya beresonansi pada frekuensi tertentu yang disebut harmonik. Bagaimana hubungan frekuensi harmonik ke-2 dan ke-3 dengan frekuensi dasar?

Frekuensi harmonik tidak mengikuti pola sederhana yang berhubungan dengan frekuensi fundamental.
Frekuensi masing-masing harmonik adalah setengah frekuensi sebelumnya.
Setiap frekuensi harmonik merupakan kelipatan bilangan bulat dari frekuensi dasar.

2 · Pengaturan

Buka preset senar berdiri dan tekan Reset. Tegangan (120 N), massa jenis linier (0,01 kg/m), dan panjang (1,2 m) adalah tetap.
Aktifkan pembacaan frekuensi fundamental pada string.
Tetapkan bilangan harmonik n untuk setiap percobaan dan catat frekuensi resonansinya.

3 · Kumpulkan Data

Nomor Harmonik n	Frekuensi dasar f₁ (Hz)	Frekuensi resonansi fₙ (Hz)
1
2
3

Plot frekuensi resonansi fₙ (sumbu y) terhadap bilangan harmonik n (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah garis tersebut melalui titik asal?

4 · Analisis

Hitung f₁ = √(T/μ)/(2L) menggunakan T = 120 N, μ = 0.01 kg/m, L = 1.2 m, lalu fₙ = n·f₁ untuk setiap baris. Bandingkan dengan tabel.
Grafik fₙ-vs-n Anda harus berupa garis lurus melalui titik asal dengan kemiringan f₁. Jelaskan mengapa mengikat kedua ujung tali secara tetap hanya memungkinkan kelipatan bilangan bulat dari f₁ untuk beresonansi.

5 · Perluas

Dasar senar gitar menentukan nada yang Anda dengar, tetapi senar juga bergetar pada harmonik yang lebih tinggi secara bersamaan, memberi nada tersebut warna suaranya (timbre). Di mana lagi di aplikasi ini Anda dapat melihat beberapa harmonik terpadu?
Jika Anda memendekkan tali menjadi setengah panjangnya (menjaga tegangan dan kerapatan linier tetap sama), apa yang akan terjadi pada frekuensi dasar? Gunakan f₁ = v/(2L) untuk menjelaskannya.

Fisika di Balik Eksperimen Ini

Fundamental Gelombang Berdiri Ujung Tetap

Sebuah tali yang diikat pada kedua ujungnya menopang gelombang berdiri yang frekuensi (dasar) terendahnya bergantung pada cepat rambat gelombang dan panjang tali: f₁ = v/(2L).

Seri Harmonik

Mode resonansi yang lebih tinggi terjadi pada kelipatan bilangan bulat fundamental: fₙ = n·f₁. Setiap bilangan bulat n berhubungan dengan satu lagi setengah panjang gelombang yang dipasang pada tali.

← Kembali ke eksperimen

Gelombang & Bunyi

138 Lembar Kerja Laboratorium Fisika Gratis yang Bisa Dicetak