Mengapa Lonceng Bisa Berbunyi Keras?

Oleh: Agoes Soehianie* (Fisikawan)

Secara singkat, lonceng bisa berbunyi keras karena udara di dalam lonceng tersebut beresonansi.

Apakah resonansi itu? Resonansi adalah ikut bergetarnya sebuah benda karena terkena getaran benda lain dengan frekuensi yang sama, yang efeknya adalah memperkuat amplitudo getaran.

Gejala resonansi ini banyak dimanfaatkan pada alat musik, misalnya pada gitar: getaran senar dan resonansi udara dalam badan gitar, pada drum: getaran kulit tutup drum dan resonansi udara di dalamnya, dan pada instrumen lainnya.

Gejala resonansi adalah seumpama seorang anak yang bermain ayunan. Frekuensi ayunan adalah jumlah ayunan per detiknya. Nah, jika ayunan didorong oleh sang Ayah yang berdiri di belakang anak tiap kali ayunan itu sampai di titik terjauhnya, maka makin lama ayunannya makin tinggi (amplitudo getaran makin besar). Tentu saja frekuensi dorongan sang Ayah harus tepat sama dengan frekuensi ayunan agar makin lama ayunannya makin tinggi. Pada saat itu, kita katakan bahwa ayunan beresonansi dengan frekuensi dorongan tangan sang Ayah.

Setiap benda padat yang dipukul akan bergetar. Frekuensi getarannya tertentu, yang disebut sebagai frekuensi alamiah benda tersebut. Tentu saja frekuensi getaran bergantung pada posisi bagian benda yang dipukul, bentuk benda dan bahannya.

Nah, lonceng juga memiliki frekuensi alamiahnya. Bila frekuensi alamiahnya sama dengan frekuensi getaran kolom udara yang ada di dalam lonceng, maka pada saat lonceng itu berdentang akan terjadi resonansi yang menguatkan efek suaranya, sehingga lonceng berbunyi keras.

Ilustrator: Maria K. Arianie

*Agoes Soehianie mengajar di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung sejak 1989. Ia mendapatkan gelar doktor dalam bidang Fisika dari The University of New South Wales, Australia, pada tahun 1995. Bidang yang ditekuninya adalah fisika magnetik dan fotonik.