Contoh Soal Efek Doppler

Contoh Soal Efek Doppler - Efek Doppler adalah fenomena perbedaan frekuensi akibat gerak relatif yang terjadi antara sumber bunyi dan pendengar. Fenomena ini pertama kali diamati oleh fisikawan asal Austria, yaitu Christian Andreas Doppler, sehingga disebut efek Doppler.

       Apabila pendengar dan sumber bunyi sama-sama diam, maka frekuensi bunyi yang didengar pendengar sama dengan frekuensi sumber bunyinya. Akan tetapi, apabila salah satu atau keduanya bergerak, baik itu pendengar atau sumber bunyinya, maka frekuensi bunyi yang didengar pendengar akan berbeda. Perbedaan frekuensi itulah yang akan menghasilkan efek Doppler. Efek Doppler ditinjau dari tiga keadaan berikut.

1. Sumber bunyi yang diam terhadap pendengar yang bergerak

Saat bel sekolah berbunyi, kalian akan berlarian menuju kelas masing-masing, sementara bel tersebut tetap berada pada tempatnya atau diam. Peristiwa ini menggambarkan bel sebagai sumber bunyi yang diam terhadap pendengar yang bergerak. Pada peristiwa ini, terdapat dua keadaan, yaitu pendengar mejauhi sumber bunyi atau mendekati sumber bunyi. Secara matematis, frekuensi yang didengar pendengar dirumuskan sebagai berikut.

                                                     fp=(v±vpv)fs$f_p=\left(\frac{v\pm v_p}{v}\right)f_s$

Keterangan:

fp = frekuensi pendengar (Hz);

v = kecepatan gelombang bunyi di udara (340 m/s);

vp = kecepatan pendengar (m/s); dan

fs = frekuensi sumber bunyi (Hz).

Catatan:

                                 

2. Pendengar yang diam terhadap sumber bunyi yang bergerak

Saat kalian duduk di stasiun, kalian akan mendengar bunyi klakson kereta api yang datang dan pergi. Peristiwa ini menggambarkan kalian sebagai pendengar yang diam terhadap klakson sebagai sumber bunyi yang bergerak. Pada peristiwa ini juga terdapat dua keadaan, yaitu sumber bunyi mendekati atau menjauhi pendengar. Secara matematis, frekuensi yang didengar pendengar dirumuskan sebagai berikut.

                                                     fp=(vv±vs)fs$f_p=\left(\frac{v}{v\pm v_s}\right)f_s$

Keterangan:

fp = frekuensi pendengar (Hz);

v = kecepatan gelombang bunyi di udara (340 m/s);

vs = kecepatan sumber bunyi (m/s); dan

fs = frekuensi sumber bunyi (Hz).

Catatan:

                                 

3. Sumber bunyi dan pendengar sama-sama bergerak

Peristiwa sumber bunyi dan pendengar sama-sama bergerak dapat dijumpai saat kalian berlari mengejar kereta api yang membunyikan klaksonnya. Klakson senantiasa bergerak terhadap kalian yang juga bergerak. Persamaan umum frekuensi yang didengar pendengar pada keadaan ini dirumuskan sebagai berikut.

                                                     fp=(v±vpv±vs)fs$f_p=\left(\frac{v\pm v_p}{v\pm v_s}\right)f_s$

Keterangan:

fp = frekuensi pendengar (Hz);

v = kecepatan gelombang bunyi di udara (340 m/s);

vp = kecepatan pendengar (m/s);

vs = kecepatan sumber bunyi (m/s); dan

fs = frekuensi sumber bunyi (Hz).

Catatan:

                                 

☀☀☀ PELAYANGAN BUNYI ☀☀☀

Bila ada dua gelombang bunyi yang mempunyai selisih frekuensi sangat kecil dengan amplitudo yang sama, maka interferensi kedua gelombang tersebut akan menyebabkan terjadinya pengerasan dan pelemahan bunyi secara bergantian. Frekuensi pelayangan bunyi dapat ditentukan dari selisih frekuensi kedua gelombang tersebut. Secara matematis, dirumuskan dengan:

                                                     fn=f2−f1$f_n=f_2-f_1$

Keterangan:

fn = frekuensi pelayangan; dan

f1, f2 = frekuensi sumber bunyi, f2 > f1.

SOAL 1

Perbedaan frekuensi bunyi yang diakibatkan oleh gerak relatif antara sumber bunyi dan pendengar disebut ....

SOAL 2

Fenomena perbedaan frekuensi bunyi yang diakibatkan oleh gerak relatif antara sumber bunyi dan pendengar pertama kali diamati oleh ....

SOAL 3

Arbin berdiri di dalam stasiun. Dari kejauhan, dia mendengar bunyi klakson kereta yang mempunyai frekuensi 300 Hz. Jika kereta tersebut melaju dengan kecepatan 50 m/s mendekati Arbin, maka frekuensi klakson yang didengar Arbin adalah ....

SOAL 4

Beker di meja belajar Fitri berbunyi. Dia berlari menuju beker tersebut untuk mematikannya. Jika frekuensi bunyi yang didengar Fitri 100 Hz dan dia berlari dengan kecepatan 1,5 m/s, maka frekuensi bunyi beker tersebut adalah ....

SOAL 5

Jika pendengar semakin dekat dengan sumber bunyi, maka ....

SOAL 6

Seorang pendengar bergerak mendekati sumber bunyi yang diam dengan kecepatan 20 m/s. Jika frekuensi sumber bunyinya 1000 Hz, maka frekuensi yang didengar pendengar adalah ....

SOAL 7

Rahmi mendekati suatu sumber bunyi dengan kecepatan 10 m/s. Ternyata, sumber bunyi yang mempunyai frekuensi 1000 Hz tersebut juga bergerak terhadap Rahmi, sehingga frekuensi yang didengar Rahmi adalah 980 Hz. Berdasarkan keadaan tersebut, dapat diketahui bahwa ....

SOAL 8

Agus berada pada jarak x meter dari suatu sirene. Oleh karena bising, dia berjalan mendekati sirene tersebut untuk mematikannya. Jika waktu yang dibutuhkan untuk mematikannya adalah 5 s dan frekuensi sirene tersebut 600 Hz, maka frekuensi yang didengar Agus dapat dinyatakan sebagai ....

SOAL 9

Dua buah sumber bunyi masing-masing mempunyai frekuensi 1700 Hz dan 1696 Hz. Frekuensi pelayangan yang terjadi adalah sebesar ....

SOAL 10

Raka berdiri di sebuah tebing. Di saat yang bersamaan, dia mendengar suara gemericik air terjun. Jika Raka dianggap diam terhadap air terjun, maka ....

Share this post