Rumusan Masalah Tujuan Penelitian

8

BAB II KAJIAN PUSTAKA

A. Gelombang Berdiri pada Kolom Udara

Gelombang longitudinal yang merambat pada suatu fluida di dalam pipa dengan panjang yang berhingga akan dipantulkan oleh ujung-ujung pipa. Perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul yang berjalan dalam arah yang berlawanan membentuk gelombang berdiri dalam pipa.Hubungan fase antara gelombang datang dan gelombang pantul dari salah satu ujung pipa bergantung pada apakah ujung tersebut terbuka atau tertutup. Ujung terbuka dari sebuah kolom udara merupakan titik perut simpangan, sedangkan ujung tertutup merupakan titik simpul simpangan [Serway,2009]. Ujung pipa berupa titik perut dan titik simpul menghasilkan sejumlah pola osilasi yang membentuk sebuah deret harmonik. Tiga harmonik pertama dari sebuah pipa ujung terbuka ditunjukkan pada gambar 2.1.Huruf Pmenunjukkan titik perut sedangkan huruf S menunjukkan titik simpul.Dari gambar tersebut tampak bahwa kedua ujung merupakan titik perut. Harmonik pertama terjadi saat panjang pipa merupakan 12 panjang gelombang. Dengan kata lain panjang gelombang sama dengan dua kali panjang pipa. Hal tersebut dapat dilihat pada gambar 2.1a. Harmonik kedua terjadi saat 9 panjang pipa sama dengan panjang gelombang. Hal tersebut dapat dilihat pada gambar 2.1b. Harmonik ketiga terjadi saat panjang pipa merupakan 32 panjang gelombang. Dengan kata lain panjang gelombang sama dengan 23 kali panjang pipa. Hal tersebut dapat dilihat pada gambar 2.1c. Gambar 2.1. Gelombang berdiri pada kolom udara dalam pipa dengan kedua ujung terbuka Pada kondisi tersebut diketahui bahwa untuk setiap harmonik dari sebuah pipa kedua ujung terbuka, panjang pipa L merupakan kelipatan dari setengah panjang gelombang mengikuti persamaan 1 [Young, 2003]. 2 n n L   atau n L n 2   n = 1,2,3,..... 1 dengan n adalah panjang gelombang ke n. Pada gambar 2.1 dapat dilihat bahwa titik-titik perut yang berdekatan selalu sama dengan 12 panjang gelombang. Keadaan tersebut sama dengan panjang pipa pada harmonik pertama. Nilai frekuensi harmonik pada harmonik pertama mengikuti hubungan pada persamaan 2 1  v f  atau L v f 2 1  2 dimana f 1 adalah frekuensi pada harmonik pertama. v adalah kecepatan bunyi.  adalahh panjang gelombang pada harmonik pertama. Untuk harmonik selanjutnya, frekuensi harmoniknya membentuk suatu deret yang merupakan kelipatan dari frekuensi harmonik pertama, mengikuti persamaan 3