Sonora.ID - Mengutip dari buku Jurus Sakti Menaklukkan Fisika SMA, yang dimaksud dengan efek doppler adalah sebuah peristiwa terjadinya perubahan frekuensi yang didengar oleh pendengar secara relatif terhadap sumber akibat dari adanya gerak dan kecepatan.

Efek doppler ini secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut.

Keterangan:

fp = frekuensi yang terdengar oleh pendengar (Hz)

fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)

v = kecepatan bunyi di udara (m/s)

vp = kecepatan pendengar (m/s)

vs = kecepatan sumber bunyi (m/s)

Selanjutnya, ada 4 kondisi penting yang perlu diingat, yakni sebagai berikut.

• Sumber mendekati pendengar

Ketika sumber mendekati pendengar, frekuensi dari sumber akan terdengar lebih jelas. Dengan demikian kecepatan sumber bernilai negatif.

vs < 0

• Sumber menjauhi pendengar

Ketika sumber menjauhi pendengar, frekuensi dari sumber akan terdengar lebih samar. Dengan demikian kecepatan sumber bernilai positif.

vs > 0

• Pendengar mendekati sumber

Ketika pendengar mendekati sumber, maka kecepatan pendengar bernilai positif.

vp > 0

• Pendengar menjauhi sumber

Ketika pendengar menjauhi sumber, maka kecepatan pendengar bernilai negatif.

vp < 0

Untuk memahaminya dengan lebih baik berikut ini pun kami sajikan beberapa contoh soal efek doppler lengkap dengan pembahasannya.

Baca Juga: 30 Contoh Soal OSN IPA SD/MI Lengkap dengan Kunci Jawabannya

Contoh Soal Efek Doppler

Soal 1

Sebuah ambulans bergerak dengan kecepatan 72 km/jam sambil membunyikan sirene dengan frekuensi 720 Hz. Tentukan frekuensi bunyi sirene yang didengar oleh orang yang berdiri di samping jalan jika mobil menjauhi orang tersebut (kecepatan bunyi = 340 m/s)!

Jawaban:

v = 340 m/s

vp = 0

vs = 72 km/jam

fs = 720 Hz

Maka,

vs = 72 km/jam = 72.000 m / 3600 s

vs = 20 m/s

fp = v + 0 / v + vs x fs

fp = 340 m/s + 0 / 340 m/s + 20 m/s x 720 Hz

fp = 680 Hz

Soal 2

Soal 3

Kereta Bagus Ekspres bergerak dengan kecepatan 72 km/jam, mendekati stasiun sambil membunyikan peluit yang berfrekuensi 860 Hz. Kecepatan bunyi di udara 340 m/s. Berapa frekuensi bunyi yang didengar oleh orang di stasiun?Pembahasan

Diketahui:

vs = 72 km/jam = 20 m/s

vp = 0 m/s (diam tidak bergerak)

fs = 860 Hz

v = 340 m/s

Jawaban:

fp = (v + vp) fs / (v – vs)

fp = (340 + 0) 860 / (340 – 20)

fp = 340 860 / 320

fp = 340 860 / 320

fp = 913.75 Hz

Jadi frekuensi yang didengar ialah 913.75 Hz

Soal 4

Soal 5

Baca Juga: Contoh Soal Hukum Pascal Lengkap dengan Rumus dan Pembahasan

Soal 6

Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 918 Hz, bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 34 m/s. Kecepatan rambat bunyi di udara 340 m/s. Jika pengamat bergerak dengan kecepatan 17 m/s searah dengan gerak sumber bunyi, berapakan frekuensi yang didengar oleh pengamat?

Jawaban:

fs = 918 Hz; vs = -34 m/s (sumber mendekati pengamat)

v = 340 m/s; vp = -17 m/s (pengamat menjauhi sumber)

fr = v - vr / v - vs x fs

fr = 340 - 17 / 340 - 34 x 918

fr = 969 Hz

Soal 7

Seorang pilot pesawat menerbangkan pesawatnya menuju ke menara bandara mendengar bunyi sirine menara dengan frekuensi 3600 Hz. Jika sirine memancarkan bunyi dengan 2040 Hz, dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s.Berapa kecepatan pesawat tersebut?

Diketahui:

fp = 3600 Hz

v = 340 m/s

fs = 2040 Hz

vs = 0 m/s (diam di menara)

Jawaban:

fp = (v + vp) fs / (v – vs)

3600 = (340 +vp) 2040 / (340 + 0)s

3600 = (340 +vp) 6

(340 +vp) = 600

vp = 260 m/s

Jadi kecepatan pesawat saat itu adalah 260 m/s.

Soal 8

Soal 9

Soal 10

Sebuah kapal terbang mendekati menara sirine yang mengaung dengan frekuensi 1000 Hz. Jika penerbang mendengar bunyi sirine dengan frekuensi 1050 Hz, dan kecepatan bunyi di udara 340 m/s, tentukan kecepatan kapal terbang!

Jawaban:

Frekuensi sumber (fs) = 1000 Hz

Frekuensi pengamat (fp) = 1050 Hz 

Cepat rambat bunyi (v) =340 m/s 

Kecepatan sirine (vs) = 0 karena diam

vp = ?

fp = [(v + vp) / v] × fs

1050 = [(340 + vp) / 340] × 1000

1050 × 340 = (340 × 1000) + (vp × 1000)

340 × 1050 = 340 × 1000 + 1000 vp

(340 × 1050) - (340 × 1000) = 1000 vp

340 × 50 = 1000 vp 

17000 = 1000 vp 

vp = 17000 / 1000 

vp = 17 m/s.

Baca Juga: 11 Contoh Soal Tekanan Hidrostatis dan Jawabannya, Materi Fisika

Baca berita update lainnya dari Sonora.id di Google News.