Rumus dan Contoh Soal Efek Doppler pada Gelombang Bunyi – Menentukan Frekuensi Sumber
Efek Doppler merupakan peristiwa di mana frekuensi gelombang yang dipancarkan oleh suatu sumber yang akan ditangkap oleh pengamat (detektor) akan mengalami perubahan akibat perubahan posisi pengamat ataupun pergerakan pengamat relatif terhadap sumber gelombang atau sebaliknya.
Pengamat akan menerima frekuensi yang lebih tinggi apabila pengamat bergerak relatif mendekati sumber dan menerima frekuensi yang lebih rendah apabila pengamat bergerak relatif menjauhi sumber frekuensi.
Karena gelombang bunyi membutuhkan medium untuk merambat, maka medium perambatan mempengaruhi cepat rambat bunyi. Jika salah satu sumber bunyi dan pengamat bergerak atau keduanya bergerak bersama, maka hubungan frekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi dan frekuensi yang diterima oleh pengamat adalah
Rumus Umum Efek Doppler
Keterangan :
fp adalah frekuensi bunyi yang terdengar oleh pengamat (Hz)
fs adalah frekuensi bunyi yang di pancarkan oleh sumber suara (Hz)
vp adalah kecepatan gerak pengamat (m/s)
vs adalah kecepatan gerak sumber suara (m/s)
Penting Untuk Di Ingat : Rumus di atas memiliki ketentuan sebagai berikut
- Kecepatan pengamat (vp) dan kecepatan sumber suara (vs) bernilai nol ketika pengamat dan sumber suara diam
- vp dan vs bernilai positif ketika pengamat dan sumber mendekati
- vp dan vs bernilai negatif ketika pengamat dan sumber menjauhi
Rumus di atas akan membuat Anda mudah menghafalnya, ketika mendekati maka kecepatan bernilai positif dan ketika menjauhi maka kecepatan bernilai negatif. Hal ini berlaku untuk pengamat dan sumber bunyi.
Rumus dan Contoh Soal Efek Doppler pada Gelombang Bunyi – Menentukan Frekuensi Pengamat
1. Contoh Soal Dan Pembahasan Efek Doppler
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 20 m/s menjauhi sebuah sirene yang diam. Jika frekuensi suara yang di dengar oleh pengemudi mobil adalah 640 Hz dan cepat rambat bunyi pada medium udara adalah 340 m/s. Tentukanlah frekuensi sumber bunyi yang dipancarkan oleh sirene tersebut?
Jawab:
Langkah 1 : Menggambar, untuk mengilustrasikan kejadian
Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
v = 340 m/s (cepat rambat bunyi di udara)
vp = -20 m/s (Tanda minus artinya pengamat menjauhi sumber suara)
vs = 0 (Sumber suara diam)
fp = 640 Hz (frekuensi yang terdengar oleh pengamat di dalam mobil)
Ditanya : Tentukanlah frekuensi sumber bunyi yang dipancarkan oleh sirene tersebut (fs)?
Langkah 3 : Gunakan Rumus dan Konsep yang sesuai
Rumus Umum Efek Doppler
Ingat : Baca Kembali Teori yang saya jelaskan diatas untuk memahami maksud dari rumus tersebut
Langkah Terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui
Jadi, besar frekuensi sumber bunyi yang dipancarkan oleh sirene tersebut (fs) adalah 680 Hz
2. Contoh Soal Dan Pembahasan Efek Doppler
Sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 12 m/s menjauhi seorang pengamat yang sedang berdiri (diam). Kemudian mobil tersebut mengeluarkan suara, jika diketahui frekuensi bunyi yang terdengar oleh pengamat adalah 680 Hz dan cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s. Tentukanlah frekuensi sumber bunyi yang dikeluarkan oleh mobil terebut?Jawab:
Langkah 1 : Menggambar, untuk mengilustrasikan kejadian
Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
v = 340 m/s (cepat rambat bunyi di udara)
vs = -12 m/s (Tanda minus artinya sumber menjauhi pengamat)
vp = 0 (pengamat diam)
fp = 680 Hz (frekuensi bunyi yang terdengar oleh pengamat)
Ditanya : Tentukanlah frekuensi sumber bunyi yang dikeluarkan oleh mobil terebut (fs)?
Langkah 3 : Gunakan Rumus dan Konsep yang sesuai
Rumus Umum Efek Doppler
Langkah Terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui
Jadi, besar frekuensi sumber bunyi yang dikeluarkan oleh mobil terebut (fs) adalah 704 Hz
Baca Juga : Contoh Soal Dan Pembahasan Asas Black Lengkap Dengan Konsep
3. Contoh Soal Dan Pembahasan Efek Doppler
Ada dua orang pengamat. Pengamat pertama sedang duduk di pinggir jalan dan pengamat yang kedua sedang mengendarai mobil kerah timur dengan kecepatan 10 m/s. Kemudian sebuah ambulans bergerak ke arah barat dengan kecepatan 15 m/s mendekati kedua pengamat sambil membunyikan sirene. Jika frekuensi yang terdengar oleh pengamat yang diam adalah 680 Hz dan frekuensi yang terdengar oleh pengamat dalam mobil adalah 700 Hz. Tentukanlah frekuensi sumber yang di keluarkan oleh sirene mobil ambulans?Jawab:
Langkah 1 : Menggambar, untuk mengilustrasikan kejadian
Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
v = 340 m/s (cepat rambat bunyi di udara)
vs = +15 m/s (Tanda positif artinya sumber mendekati pengamat)
vp1 = 0 (pengamat diam)
vp2 = +10 m/s (Mendekati sumber bunyi)
fp1 = 680 Hz (frekuensi bunyi yang terdengar pengamat 1)
fp2 = 700 Hz (frekuensi bunyi yang terdengar pengamat 2)
Ditanya : Tentukanlah frekuensi sumber yang di keluarkan oleh sirene mobil ambulans (fs)?
#Pengamat Pertama (Diam)
Gunakan Rumus dan Konsep yang sesuai
Rumus Umum Efek Doppler
Langkah Terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui
#Pengamat kedua (bergerak)
Gunakan Rumus dan Konsep yang sesuai
Rumus Umum Efek Doppler
Langkah Terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui
Jadi, frekuensi sumber yang di keluarkan oleh sirene mobil ambulans adalah 650 Hz. Kedua pengamat mendapatkan hasil yang sama, hal ini karena sumber bunyi yang didengar oleh kedua pengamat berasal dari sumber yang sama. Pada kasus ini terlihat bahwa frekuensi sumber bunyi lebih kecil dari frekuensi yang terdengar oleh pengamat. Hal ini karena sumber bunyi ataupun pengamat bergerak saling mendekati. Ketika sumber bunyi mendekat ataupun pengamat mendekat maka bunyi yang terdengar akan semakin besar.
4. Contoh Soal Dan Pembahasan Efek Doppler
Sebuah ambulans bergerak dengan kecepatan 20 m/s sambil membunyikan sirene. Kemudian sebuah mobil yang memiliki kecepatan 12 m/s bergerak saling menjauhi dengan ambulans tersebut. Jika diketahui frekuensi bunyi sirene yang terdengar oleh pengamat di dalam mobil adalah 656 Hz dan cepat rambat bunyi pada medium udara adalah 340 m/s. Tentukanlah frekuensi sumber bunyi yang dikeluarkan oleh ambulans?Jawab:
Langkah 1 : Menggambar, untuk mengilustrasikan kejadian
Langkah 2 : Tuliskan Apa saja yang diketahui dan yang ditanyakan
Diketahui:
v = 340 m/s (cepat rambat bunyi di udara)
vs = -20 m/s (Tanda minus artinya sumber bunyi menjauhi pengamat)
vp = -12 m/s (Tanda minus artinya pengamat menjauhi sumber bunyi)
fp = 656 Hz (frekuensi yang terdengar oleh pengamat)
Ditanya : Tentukanlah frekuensi sumber bunyi yang dikeluarkan oleh ambulans (fs)?
Langkah 3 : Gunakan Rumus dan Konsep yang sesuai
Rumus Umum Efek Doppler
Langkah Terakhir : Substitusikan nilai yang diketahui
Jadi, besar frekuensi sumber bunyi yang dikeluarkan oleh ambulans (fs) adalah 720 Hz. Pada kasus di atas terlihat bahwa frekuensi yang sumber bunyi lebih besar dari frekuensi yang terdengar oleh pengamat. Hal ini karena sumber bunyi dan pengamat bergerak saling menjauhi, sehingga ketika pengamat menjauh atau sumber menjauh maka bunyi yang terdengar akan semakin kecil.
Untuk Soal Selanjutnya Klik Next
Terimakasih Telah Berkunjung dan Selamat Belajar
Advertisement