Adakah Hubungan Alat Musik Dengan Ilmu Fisika?

Lintang Erlangga - June 7th, 2021

Gitar dari sudut pandang fisika
Gitar dari sudut pandang fisika.

Dari mulai belajar gitar sampai bisa, jujur aja suka penasaran, arti dari fret yang berjejer dan jaraknya yang makin kecil itu apa sih sebenarnya? Mekanisme kerja gitar sejauh ini yang saya tahu hanyalah sebatas informasi bahwa senar gitar itu membuat getaran pada suatu medium untuk menghasilkan suara.

Terus kebingunan lainnya yaitu, kenapa kunci C pada gitar diteken pakai jari wujudnya seperti itu (semoga ngerti maksudnya). Tapi mungkin kita gak bakal banyak bicara tentang ini, mengingat ranahnya udah menyimpang ke teori musik. Namun boleh lah ya dibicarakan tipis-tipis.

Sebagai catatan awal, yang akan menjadi fokus pembahasan kali ini yaitu berupa gitar akustik. Jadi kalau saya nyebutnya gitar, artinya kalian semua harus sepakat dan paham yang dimaksud adalah gitar akustik.

Daftar Isi

Bagaimana gitar menghasilkan suara?

Sebenarnya jawabannya atas bagaimana suara gitar muncul itu sederhana, yaitu dengan menggetarkan senar pada gitar. Nah tapi jangan salah kaprah, senar pada gitar tidak langsung menggetarkan medium udara seperti halnya pada garpu tala. Getaran pada senar merambat menuju bagian gitar yang namanya saddle. Bagian ini tuh fungsinya buat menyaring getaran yang ada.

Bagian gitar berupa saddle dan bridge
Bagian gitar berupa saddle dan bridge.

Setelah melewati saddle, getaran merambat menuju bagian yang disebut sebagai bridge. Bagian tersebut yang akan menggetarkan soundboard dan pada akhirnya getaran tersebut mempengaruhi medium udara di dalam gitar. Terakhir, munculah suara petikan gitar melalui lubang yang umumnya kita lihat itu.

Gelombang yang dihasilkan

Menarik nih untuk dipertanyakan, gelombang apa yang dihasilkan oleh suatu gitar? Jika kita perhatikan kembali, senar pada gitar mempunyai posisi yang tetap pada kedua ujungnya. Yang satu terhubung dengan bridge dan yang satu lagi berada di kepala gitar. Konsepnya mirip seperti pada materi ciri-ciri gelombang mekanik pada sebuah tali yang digetarkan dan ujungnya terikat. Di mana gelombang yang dihasilkan adalah gelombang berdiri atau stasioner.

Dengan memindahkan jari kita dari fret ke fret, hal itu sama halnya seperti mengubah-ubah panjang dari senarnya. Jadi, apabila panjang senarnya adalah L, maka ketika senar dilepas (tidak menekan fret manapun), panjang gelombang yang dihasilkan yaitu sebesar \lambda = \frac{L}{2}.

Fret pada gitar untuk merubah panjang senar
Fret pada gitar untuk merubah panjang senar.

Berdasarkan rumus sebelumnya, berubahnya panjang senar (karena berpindah fret) berarti sama saja merubah panjang gelombang yang dihasilkan. Mengingat karakteristik dari senar tetap sama, yang artinya cepat rambat gelombang pada senar juga akan tetap. Akibatnya, frekuensi suara yang dihasilkan juga akan berubah (mengikuti perpindahan fret), mengingat relasi antara panjang gelombang, kecepatan, dan frekuensi adalah f = \frac{\lambda}{v}.

Jarak antar fret yang semakin mengecil

Untuk menjawab kebingunan lainnya mengenai fret gitar yang semakin mengecil jaraknya. Jadi di dalam dunia gitar, perpindahan satu fret itu setara dengan kenaikan setengah nada. Nah untuk menghasilkan kenaikan nada sebesar setengah, panjang senar harus diperkecil dengan mengalikan suatu konstanta tertentu, sebut saja k. Sebagai contoh ambil senar E paling atas, dan panjangnya kita anggap sama seperti sebelumnya yaitu L ketika tidak ditekan fret manapun.

Dengan demikian, kenaikan setengah nada memerlukan panjang senarnya menjadi kL. Kenaikan setengah nada berikutnya, panjang senar menjadi k^2L, dan seterunya.

Dapat dilihat, relasi panjang senar dengan konstanta adalah secara eksponensial. Berbeda cerita ketika hubungannya adalah secara pengurangan biasa, bisa jadi panjang fretnya selalu tetap. Tapi kayaknya gitarnya bakal panjang banget ya kalau lebar fretnya selalu sama.

Mengapa kunci C dan lainnya ditekan seperti itu?

Oke sekarang kita menuju ke pertanyaan yang terakhir, mengenai kunci-kunci gitar yang ditekan sedemikian rupa. Tapi sebelum lanjut, alangkah baiknya kita mengenal dulu istilah-istilah dasar di dalam dunia permusikan, seperti not dan akord. Not atau notasi sendiri intinya adalah merepresentasikan nada suara musik menggunakan simbol. Misal seperti do-re-mi-fa-sol-la-si-do, atau menggunakan alfabet A, B, C, D, E, F, dan G. Sedangkan akord, sederhananya yaitu sekumpulan not atau nada yang dimainkan secara bersamaan.

Terdapat suatu istilah dalam teori musik yang bernama akord triad. Jadi akord triad ini merupakan akord yang terdiri dari tiga nada. Penentuan tiga nada tersebut yang sejauh ini saya ketahui yaitu menggunakan rumus 1-3-5.

Angka 1 pada rumus tersebut menunjukkan nada dasar, kemudian angka 3 menunjukkan not ketiga setelah nada dasar, dan seterusnya untuk angka 5. Artinya pada akord triad, kunci C itu terdiri dari not C-E-G.

Contoh lainnya, misal kunci G, maka not yang ditekan yaitu G-B-D. Kemudian untuk kunci D, maka not yang ditekan adalah D-F#-A, sesuai tingkat kenaikan nada 1-1-1/2-1-1-1-1/2. Dengan rincian seperti berikut D naik 1 menjadi E, lalu dari E naik 1 menjadi F# (not ketiga). Kemudian dari F# naik setengah menjadi G, naik lagi satu interval jadi A (not kelima), dan seterusnya begitu.

Label
Lintang Erlangga
Lintang Erlangga

Lintang Erlangga merupakan alumni Teknik Elektro UGM 2016, dan juga mantan anggota Gadjah Mada Robotics Team sebagai perwakilan kampus pada kompetisi robot tingkat regional hingga nasional.