Batang penggetar pipa Kundt yang panjangnya 1,2 m dijepit di tengahnya. Batang digetarkan sehingga timbul bunyi yang membuat 3 layangan tiap detiknya dengan nada atas II dan lebih rendah dari pipa organa terbuka. Frekuensi nada dasar pipa organa terbuka 264 Hz. Jika jarak dua simpul pada tabung udara 25 cm, berapa suhu zat tersebut? (Kecepatan bunyi di udara pada 0°C = 332 m/s)

Pembahasan

Diketahui : l = 1 , 2 m f L ​ = 3 Hz f 2 d a w ai ​ < f POB ​ f 0 POB ​ = 264 Hz Δ X s = 25 cm v T = 0 ∘ C ​ = 332 m / s Ditanya : T Jawab : Frekuensi nada ke-n pada pipa organa terbuka dirumuskan dengan : sehingga nada atas ke-2 pada pipa organa terbuka sebesar : Terjadi pelayangan sebesar 3 Hz dengan frekuensi dawai lebih rendah sehingga frekuensi dawai dapat dicai dengan persamaan pelayangan: f L ​ = ∣ f 2 ​ − f d a w ai ​ ∣ 3 = ∣ 792 − f d a w ai ​ ∣ f d a w ai ​ = 789 Hz Pada percobaan ini, terjadi resonansi antara dawai dengan tabung udara, sehingga frekuensi tabung udara sama dengan frekuensi dawai yaitu 789 Hz. Pada soal diketahui jarak dua simpul pada tabung adalah 25 cm yang dapat digambarkan sebagai berikut : 2 1 ​ λ λ ​ = = ​ 25 cm 50 cm = 0 , 5 m ​ Kecepatan bunyi pada tabung udara dapat kita hitung : v = λ ⋅ f v = 0 , 5 ⋅ 789 v = 394 , 5 m / s Hubungan antara kecepatan bunyi dengan suhu dirumuskan : v = M r γ ⋅ R ⋅ T ​ ​ Pada soal diketahui kecepatan bunyi saat T = 0 C sebesar 332 m/s, maka kita bisa dapatkan suhu zat pada soal dengan perbandingan kecepatan bunyi pada dua suhu tersebut menjadi: v 2 ​ v 1 ​ ​ v 2 ​ v 1 ​ ​ 394 , 5 332 ​ T ​ = = = = ​ M r γ ⋅ R ⋅ T 2 ​ ​ ​ M r γ ⋅ R ⋅ T 1 ​ ​ ​ ​ T 2 ​ ​ T 1 ​ ​ ​ T ​ 273 ​ ​ 385 , 5 K = 112 , 5 ∘ C ​ Jadi suhu zat pada saat tersebut sebesar 112,5 C.