## ANALISIS FREKUENSI BUNYI DAN CEPAT RAMBAT GELOMBANG BUNYI PADA ALAT MUSIK TRADISIONAL ANGKLUNG
1) Anisa Nurhidayati, 1) Albertus Djoko Lesmono, 1) Lailatul Nuraini
1) Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Jember Email: anisa.nurhidayati04@gmail.com

## Abstract
The  research was motivated by cultural aspects that  must be preserved and studied  in various  scientific  fields,  including  physics.  One  of  the  interesting  cultural  elements  to study  is  the  traditional  musical  instrument,  angklung.  This  study  aims  to  analyze  the frequency and speed of sound waves in angklung. The benefit of this  study is to get the cognitive  content  of  science  and  as  a  form  of  cultural  preservation  of  the  angklung musical  instrument.  The  type  of  research  was  quantitative  with  experimental  method. Data  were  collected  by  measuring  the  physical  quantities  of  angklung.  The  data analysis  technique  used  is  the  graphical  analysis  and  mathematical  calculations.  The results  obtained  were  the  length  of  the  angklung  tube  is  inversely  proportional  to  the frequency  of  the  sound  produced.  Mathematical  calculations  can  get  the  value  of  the speed of sound waves by the concept of a closed organ pipe. Based on the calculation results, the speed of sound waves in angklung is 340.11 m/s.
Keywords: angklung, frequency of sound, speed of sound

## PENDAHULUAN
Penelitian dilatarbelakangi oleh aspek kebudayaan  yang  perlu  untuk  dikaji  dan didalami dari sudut pandang sains. Permasalahan yang perlu diperhatikan bahwa  budaya  Indonesia  mulai  memudar akibat perkembangan teknologi (Jamalludin, et al., 2021). Arus informasi dan telekomunikasi  yang  cepat  berdampak  pada berkurangnya  keinginan  untuk  melestarikan budaya  lampau  (Surahman  2013).  Maka, upaya pelestarian perlu dilakukan baik untuk alasan praktis maupun dari aspek keilmuan.
Indonesia  merupakan  negara  yang memiliki keanekaragaman budaya. Hal yang lebih  mengesankan  yakni  setiap  pulau memiliki  musik,  tarian,  serta  masakan  yang unik  (Rahayani  &  MacGill  2017).  Alat musik adalah bagian penting dan tidak dapat dipisahkan dalam kehidupan dan perkembangan  musik  tradisi  nusantara. Salah  satu  alat  musik  tradisional  adalah angklung.  Angklung  didefinisikan  sebagai
alat  musik  tradisional  yang  terbuat  dari bambu.  Angklung  mendapatan  pengakuan oleh  UNESCO  sebagai The  Representative List  of  the  Intangible  Cultural  Heritage  of Humanity yang  dideklarasikan  pada  tahun 2010 (Kemendikbudristek, 2021). Penelitian ini  mengangkat  angklung  sebagai  objek penelitian  yang  dikaji  dari  sudut  pandang fisika.  Fisika  adalah  upaya  memahami perilaku  alam  dan  merumuskan  hukum- hukum  yang  mengatur  perilaku  itu  (Rosyid, et  al.,  2014).  Pemahaman  yang  mendalam mengenai  konsep  fenomena  fisika  dapat dikaji  dari  lingkungan  sekitar  maupun budaya masyarakat (Midroro et al., 2022),
Penelitian ini dilakukan untuk menggali  konsep  fisika  gelombang  bunyi pada alat musik tradisonal angklung. Tujuan penelitian  ini  adalah  untuk  menganalisis frekuensi dan cepat rambat gelombang bunyi pada  angklung.  Manfaat  penelitian  ini adalah  untuk  mendapatkan  konten  kognitif ilmu  dan  sebagai  bentuk  pelestarian  budaya angklung.

## METODE
Jenis penelitian  ini adalah deskriptif kuantitatif. Penelitian ini termasuk penelitian eksperimental yang bertujuan untuk mengetahui  pengaruh  atau  dampak  dari sebuah  perlakuan  yang  diberikan  terhadap perubahan  suatu  kondisi  atau  keadaan tertentu  (Masyud  2014).  Penelitian  ini dilakukan  untuk  menganalisis  variabel  apa saja  yang  mempengaruhi  frekuensi  bunyi serta  mendapatkan  nilai  cepat  rambat gelombang  bunyi  pada  angklung.  Variabel bebas pada penelitian ini adalah panjang dan diameter  tabung.  Dalam  hal  ini  variabel kontrolnya  adalah  suhu  dan  gaya  saat menggoyangkan angklung.
Penelitian dilakukan dengan mengambil  data  setiap  besaran  fisika,  yakni panjang  tabung,  diameter  tabung,  frekuensi bunyi.  Panjang  dan  diameter  tabung  diukur menggunakan  mistar.  Frekuensi bunyi angklung  diukur  menggunakan  aplikasi visual analyzer 64 bit yang telah di- install di laptop.  Teknik  analisis  data  menggunakan analisis  grafik  dan  perhitungan  matematis. Adapun  desain  penelitian  sebagaimana ditunjukan Gambar 1 berikut.
Gambar 1. Desain penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Angklung dideskripsikan sebagai instrumen  dari  ruas  bambu  dengan  tabung bambu  sebagai  resonator  yang  dibunyikan dengan  cara  digoyangkan  (Rosyadi  2012). Satu  angklung  terdiri  dari  tiga  buah  ruas bambu dengan berbagai ukuran yang disebut tabung  pertama,  tabung  kedua,  dan  tabung ketiga.  Sertiap  ruas  bambu  pada  angklung terdapat  sisi  terbuka  dan  tetutup,  sehingga angklung  memenuhi  prinsip  pipa  organa tertutup.  Dalam  konteks  perpindahan,  udara di  ujung  tertutup  dari  pipa  organa  adalah simpul  perpindahan  karena  udara  di  sana tidak dapat bergerak bebas untuk berpindah. Sedangkan  di  dekat  ujung  terbuka  dari  pipa organa  akan  ada  antisimpul  atau  perut gelombang  karena  udara  dapat  bergerak bebas  keluar  masuk.  Udara-udara  dalam pipa organa yang berbentuk tabung membentuk gelombang stasioner
longitudinal.  Pada  pipa  organa  tertutup sebuah  simpul  tunggal  memiliki  jarak  antar simpul  sebesar 1 4 𝜆 yang  sesuai  dengan frekuensi fundamentalnya (Giancoli 2014)
Pada  satu  set  angklung  terdapat beberapa  angklung  dengan  berbagai  ukuran dan  variasi  nada.  Nada  angklung  berkaitan dengan  frekuensi  bunyi.  Frekuensi  adalah jumlah putaran peristiwa pada selang waktu tertentu.  Satuan  frekuensi  bunyi  dinyatakan dalam  banyaknya  panjang  gelombang  tiap detik  atau  hertz  (Hz)  (Giancoli  2014).
Adapun  nilai  frekuensi  pada  satu  set angklung  bervariasi  sesuai  dengan  panjang tabungnya. Pengukuran 22 angklung dilakuka  pada  suhu  ruang  23℃.  Hasil pengukuran panjang tabung, diameter tabung, dan frekuensi bunyi tabung pertama ditunjukkan Gambar 2 berikut.
Persiapan
Pengambilan data Pengolahan data
Kesimpulan
Gambar 2. Hubungan Panjang Tabung, Diameter Tabung, dan Frekuensi pada Tabung Pertama
Ukuran  panjang  dan  diameter  tabung  pada setiap  angklung  memiliki  hubungan  dengan frekuensi  bunyi  yang  dihasilkan.  Pada gambar 2 dapat dilihat bahwa semakin kecil ukuran  angklung,  frekuensi  yang  dihasilkan semakin tinggi, maknanya angklung  dengan ukuran  yang  lebih  pendek  menghasilkan frekuensi  bunyi  yang  semakin  tinggi. Sebaliknya  semakin  panjang  angklung, maka  frekuensi  yang  dihasilkan  semakin rendah.  Adapun  untuk  hubungan  masing- masing  besaran  ditunjukkan  Gambar  3 berikut.
(a)
(b)
(a) Grafik Panjang terhadap Frekuensi; (b) Grafik Diameter terhadap Frekuensi Gambar 3 Grafik ukuran tabung pertama terhadap frekuensi bunyi
Grafik hubungan panjang terhadap frekuensi menghasilkan  persamaan  y  =  8608x -1,017 . Hubungan  diameter  tabung  dan  frekuensi menghasilkan persamaan polinomial orde 2, yakni y = 201,4x 2 - 2111x + 5767,8.
Pada  tabung  angklung  kedua  setiap nomor angklung juga diukur masing-masing besaran  panjang,  diameter  dan  frekuensi bunyi. Adapun hasil pengukurannya
ditunjukkan Gambar 4 berikut:
260 290 330 350 400 440 500 520 590 660 720 790 880 990 1060 1170 1340 1430 1610 1780 2000 2140 0 500 1000 1500 2000 2500 0 5 10 15 20 25 30 35 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Hubungan Panjang Tabung, Diameter Tabung, dan Frekuensi pada Tabung Pertama Panjang
Diameter Frekuensi P an jan g T ab u n g d an Diam eter ( cm ) Fre k u en si (Hz) Nomor Angklung ke- y = 8608x -1,017 R² = 0,9984 0 500 1000 1500 2000 2500 0 10 20 30 40 Panjang (cm) Frekuensi (Hz) y = 201,4x 2 - 2111x + 5767,8 R² = 0,9827 0 500 1000 1500 2000 2500 0 2 4 6 Frekuensi (Hz) Diameter (cm)
Gambar 4. Hubungan Panjang Tabung, Diameter Tabung, dan Frekuensi Bunyi pada Tabung Kedua
Pengukuran pada tabung kedua setiap nomor angklung juga menghasilkan grafik berbanding  terbalik  antara  ukuran  tabung terhadap  frekuensi.  Grafik  ini  menunjukkan ukuran  panjang  angklung  semakin  pendek, sementara  frekuensi  bunyinya  semakin tinggi. Diameter tabung angklung mengikuti ukuran  panjang  tabung  angklung.  Adapun hubungan  masing-masing  besaran  pada tabung kedua ditunjukkan Gambar 5 berikut.
(a) (b)
(a)Grafik Panjang terhadap Frekuensi; (b) Grafik Diameter terhadap Frekuensi Gambar 5. Grafik ukuran tabung kedua terhadap frekuensi bunyi
Grafik hubungan panjang terhadap frekuensi menghasilkan  persamaan  y  =  9614,3x -1,073 . Hubungan  diameter  tabung  dan  frekuensi menghasilkan persamaan polinomial orde 2, yakni y = 591,69x 2 - 4512,9x + 9229,8.
Pada  tabung  ketiga  setiap  angklung didapatkan  hubungan  antara  ukuran  tabung dengan  frekuensi  bunyi  sebagaimana  pada tabung pertama dan kedua. Hanya saja pada
530 580 660 710 790 890 10001050 11801260 1330 1580 1770 20102100 2380 2610 2830 3160 3590 4000 4210 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Hubungan Panjang Tabung, Diameter Tabung, dan Frekuensi Bunyi pada Tabung Kedua Panjang Diameter
Frekuensi
P an ja n g d an D ia m ete r T ab u n g (c m ) F rekuens i ( H z) Nomor Angklung ke- y = 9614,3x -1,073 R² = 0,9893 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 0 5 10 15 20 Frekuensi (Hz) Panjang (cm) y = 591,69x 2 - 4512,9x + 9229,8 R² = 0,9812 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 0 1 2 3 4 5 Frekuensi (Hz)
Diameter (cm)
tabung  ketiga  terdapat  nilai  frekuensi  yang tidak  terukur  oleh software  visual  analyzer , yakni  dari  angklung  nomor  17  hingga angklung nomor 22. Adapun hasil pengukurannya  ditunjukkan  pada  Gambar  6 berikut.
Gambar 6. Hubungan Panjang Tabung, Diameter Tabung, dan Frekuensi Bunyi pada Tabung Ketiga
Nilai  panjang  tabung  ketiga  semakin  kecil, sementara  nilai  frekuensi  bunyinya  semakin tinggi  hingga  batas  nilai  yang  terbaca  oleh visual  analyzer. Hubungan  antara  masing masing  besaran,  yakni  panjang  tabung terhadap  frekuensi  bunyi  dan  diameter tabung terhadap frekuensi bunyi ditunjukkan oleh Gambar 7 berikut.
(a) (b)
(a)Grafik Panjang terhadap Frekuensi;
(b) Grafik Diameter terhadap Frekuensi Gambar 7. Grafik panjang dan diameter tabung ketiga terhadap frekuensi bunyi
Grafik hubungan panjang terhadap frekuensi menghasilkan  persamaan  y  =  10472x -1,149 . Hubungan  diameter  tabung  dan  frekuensi
10501180 13201410 1530 1800 2000 2170 2430 2660 2810 3180 3550 4040 4450 4990 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Hubungan Panjang Tabung, Diameter Tabung, dan Frekuensi Bunyi pada Tabung Ketiga Panjang Diameter Frekuensi P an jan g d an Diam eter T ab u n g ( cm ) F rek u en si (Hz) Nomor Angklung ke- y = 10472x -1,149 R² = 0,9893 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 2 4 6 8 Frekuensi (Hz) Panjang (cm) y = -1557,3x 3 + 10786x 2 - 25409x + 22463 R² = 0,9801 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 0 1 2 3 4 Frekuensi (Hz) Diameter (cm)
menghasilkan persamaan polinomial orde 3, yakni  y  =  -1557,3x 3 +  10786x 2 -  25409x  + 22463.
Hubungan panjang tabung dan frekuensi  bunyi  menunjukkan  grafik  yang konsisten.  Grafik  tersebut  menghasilkan persamaan  x  pangkat  negatif  atau 1 𝑥 .
Persamaan  tersebut  memiliki  syarat  bahwa nilai  x,  yakni  panjang  tabung  tidak  boleh  0 (nol)  agar  menghasilkan  suatu  nilai,  yakni nilai  frekuensi  bunyi.  Hal  ini  juga  dapat menjelaskan  persoalan  mengenai  frekuensi bunyi  pada  tabung  ketiga  untuk  nomor angklung  17  hingga  nomor  angklung  22 yang  tidak  terukur.  Penyebabnya  adalah karena ukuran panjang tabung yang terlampau  pendek  yakni  antara  0,9  cm hingga 1,7 cm.
Hubungan  diameter  tabung  terhadap nilai  frekuensi  tidak  menunjukkan  grafik yang  konsisten.  Gambar  7b  menunjukkan grafik hubungan antara diameter tabung dan frekuensi bunyi yang menghasilkan persamaan  polinomial  orde  3.  Grafik  ini menunjukkan  bahwa  terdapat  dua  nilai puncak.  Hal  ini  berbeda  dengan  Gambar  3b dan  5b,  yakni  grafik  hubungan  antara diameter  tabung  dan  frekuensi  bunyi  yang menghasilkan  persamaan  polinomial  orde  2 yang hanya memiliki satu nilai puncak. Pada realitanya  diameter  tabung  menyesuaikan panjang  tabung.  Tabung  angklung  yang
panjang  pada  umumnya  menggunakan bambu dengan diameter yang relatif besar.
Secara  keseluruhan  Gambar  2, Gambar  4,  dan  Gambar  6  menunjukkan grafik  yang  sama,  yakni  hubungan  antara ukuran tabung dengan frekuensi bunyi yang dihasilkan  adalah  berbanding  terbalik.  Hal ini  terlihat  pada  hubungan  panjang  tabung terhadap  frekuensi  bunyi.  Berdasarkan konsep gelombang, bahwa pada pipa organa terbuka  frekuensi  fundamentalnya  menjadi persamaan 1
𝑓 1 = 𝑣 𝜆 = 𝑣 4𝑙 ......................................... (1)
Persamaan 1 menunjukkan hubungan berbanding  terbalik  antara  frekuensi  bunyi dengan panjang pipa organa tertutup. Hal ini juga  berlaku  pada  angklung,  sehingga  data yang  diambil  menunjukkan  kesesuaian konsep dengan teori.
Secara  metamatis  hasil  pengukuran frekuensi bunyi dan panjang tabung angklung dapat digunakan untuk
mendapatkan  nilai  cepat  rambat  gelombang bunyi    dengan  memodifikasi  persamaan  1 menjadi persamaan 2 𝑣 = 𝑓 1 . 𝜆 = 𝑓 1 . 4𝑙 ........................... (2) Adapun  hasil  perhitungan  cepat  rambat bunyi  pada  setiap  tabung  angklung sebagaimana ditunjukkan Tabel 1 berikut. Tabel 1. Cepat rambat bunyi pada angklung No.  Angklung ke- Cepat rambat gelombang bunyi pada tabung angklung ( m/s ) 𝑣 1 𝑣 2 𝑣 3 𝑣̅ 1 332,80 318,00 310,80 319,13 2 330,60 324,80 320,96 325,45 3 336,60 330,00 332,64 333,08 4 326,20 326,60 338,40 330,40 5 328,00 316,00 306,00 316,67 6 320,32 316,84 316,80 317,99 7 326,00 340,00 320,00 328,67 8 322,40 310,80 338,52 323,91 9 328,04 325,68 359,64 337,79
No.  Angklung ke- Cepat rambat gelombang bunyi pada tabung angklung ( m/s ) 𝑣 1 𝑣 2 𝑣 3 𝑣̅ 10 306,24 317,52 351,12 324,96 11 316,80 343,20 337,20 332,40 12 303,36 322,32 368,88 331,52 13 306,24 339,84 383,40 343,16 14 304,92 369,84 355,52 343,43 15 309,52 361,20 373,80 348,17 16 313,56 361,76 399,20 358,17 17 310,88 386,28 0,00 348,58 18 314,60 396,20 0,00 355,40 19 309,12 391,84 0,00 350,48 20 306,16 359,00 0,00 332,58 21 320,00 336,00 0,00 328,00 22 325,28 336,80 0,00 331,04 Berdasarkan data pada Tabel 1 didapatkan  nilai  rata-rata  cepat  rambat  bunyi adalah sebesar 340,11 m/s. Nilai cepat rambat gelombang  bunyi  di  udara  pada  suhu  ruang berada pada angka 343 m/s (Giancoli 2014). Referensi  lain  menyebutkan  bahwa  nilai cepat  rambat  suara  (bunyi)  pada    suhu  0℃ adalah  331,3  m/s  (Halliday  &  Resnick 1988). Nilai laju bunyi juga bergantung pada temperatur,  terutama  untuk  gas.  Laju  bunyi meningkat  kurang  lebih  0,60  m/s  untuk setiap  peningkatan  temperatur  1℃.  Apabila suhu ruangan adalah 23℃, maka didapatkan nilai  cepat  rambat  gelombang  bunyi  sebesar 345,1m/s.  Dengan  demikian,  perhitungan nilai  cepat  rambat  bunyi  pada  angklung menghasilkan  nilai  yang  mendekati  dasar teori.

## SIMPULAN DAN SARAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dapat disimpulkan  bahwa  angklung  merupakan alat  musik  yang  termasuk  pipa  organa tertutup.
Frekuensi bunyi angklung dipengaruhi  oleh  panjang  tabung  angklung. Panjang tabung dan frekuensi bunyi memiliki  hubungan  berbanding  terbalik. Maknanya, semakin panjang angklung maka frekuensi  bunyi  yang  dihasilkan  semakin
rendah.  Sebaliknya  semakin  pendek  tabung angklung,  maka  frekuensi  bunyi  yang dihasilkan semakin tinggi hingga batas nilai tertentu.  Diameter  angklung  menyesuaikan dengan panjang angklung. Nilai panjang dan frekuensi  bunyi  dapat  digunakan  untuk mencari  nilai  cepat  rambat  gelombang  pada angklung sesuai dengan konsep pipa organa tertutup.

## DAFTAR PUSTAKA
Giancoli,  Douglas  C.  2014. Fisika:  Prinsip Dan  Aplikasi  Jilid  1  Edisi  7 .  Jakarta: Erlangga.
Halliday,  David,  and  Robert  Resnick.  1988.
Fisika Jilid 1 Edisi Ketiga . 3rd ed. eds.
Pantur  Silaban  and  Erwin  Sucipto. Jakarta: Erlangga.
Jamalludin,  Jamalludin  -,  Rif’ati  Dina Handayani,  and  Lailatul  -  Nuraini. 2021. “The Development of Interactive Learning  Media  of  Parabolic  Motion Lesson  Materials  with  Patil  Lele Traditional  Games.” Berkala  Ilmiah Pendidikan Fisika 9(2): 126. Kemendikbudristek.  2021.  “Pelindungan Paten  Alat  Musik  Tradisional  Penting Sebagai  Upaya  Pelestarian  Budaya.” Kementerian  Pendidikan  Kebudayaan
Riset dan Teknologi : 1–1. https://www.kemdikbud.go.id/main/blo g/2021/09/pelindungan-paten-alat- musik-tradisional-penting-sebagai- upaya-pelestarian-budaya. Masyud,  S.  2014. Metodologi  Penelitan Pendidikan . Jember: LPMPK. Midroro,  Jihan  Ni’ami,  Sri  Handono  Budi Prastowo,  and  Lailatul  Nuraini.  2022. “The  Development  of  an  Integrated
Interactive  Digital  Physics  Module  for the  Larung  Sesaji  Culture  of  the Coastal Community of Jember Regency.” Journal  of  Natural  Science and Integration 5(1): 136. Rahayani, Yayan, and Bindi MacGill. 2017. “The  Angklung:  The  Maintenance  of Indonesian  Cultural  Heritage  through Public  Pedagogy.” Journal  of  Public Pedagogies (2).

## Rosyadi,  Rosyadi.  2012.  “Angklung:  Dari
Angklung  Tradisional  Ke  Angklung Modern.” Patanjala : Jurnal Penelitian Sejarah dan Budaya 4(1): 25.
Rosyid,  Muhammad  Farchani,  Yusuf  Dyan Prabowo,  and  Eko  Firmansyah.  2014. Fisika  Dasar  Jilid  1 :  Mekanika . Penerbit Periuk.
Surahman, Sigit. 2013. “Dampak Globalisasi Media  Terhadap  Seni  Dan  Budaya Indonesia.” Jurnal  Komunikasi 2(1): 29–38.