RANGKUMAN - SOAL DAN PENYELESAIAN EFEK DOPPLER - GELOMBANG BUNYI

Soal dan Penyelesaian Fisika SMA- Efek Doppler adalah peristiwa terjadinya PERBEDAAN frekuensi bunyi yang di dengan oleh pendengar dibandingkan dengan frekuensi sumber bunyi, hal ini terjadi bila sumber dan atau pendengar bergerak.

Misalnya gelombang bunyi yang dikeluarkan oleh sumber bunyi dan pendengar bergerak saling mendekati, maka frekuensi bunyi yang didengar oleh pendengar akan lebih tinggi daripada frekuensi sebenarnya dari bunyi yang dihasilkan sumber bunyi. Namun, jika sumber bunyi dan pendengar bergerak saling menjauhi, maka frekuensi bunyi yang didengar oleh pendengar akan lebih rendah daripada frekuensi sebenarnya.

Persamaan matematika untuk efek Doppler dirumuskan sebagai: $$\frac{f_{p}}{f_{s}}=\frac{v\pm v_p}{v\pm v_s}$$ Syarat penggunaan tanda positip dan negatip dapat dilihat melalui gambar dibawah.

tanpa pengaruh angin

Bila pengaruh arah angin ikut diperhitungkan, rumus efek Doppler menjadi: $$\frac{f_{p}}{f_{s}}=\frac{v\pm v_p\pm v_a}{v\pm v_s\pm v_a}$$ Efek Dopler adalah peristiwa perubahan frekuensi sumber bunyi yang didengar pengamat disebabkan perubahan kedudukan sumber bunyi atau pengamat.

Syarat penggunaan tanda positip dan negatip dapat dilihat melalui gambar berikut ini.

dengan pengaruh angin

Keterangan gambar:

• Vp = (+) pengamat mendekati sumber bunyi
• Vp = (-) pengamat menjauhi sumber bunyi
• Vs = (+) sumber bunyi menjauhi pengamat
• Vs = (-) sumber bunyi mendekati pengamat
• Vp /Vs = 0, Pengamat atau sumber bunyi diam
• Va= (+) kecepatan angina searah sumber bunyi
• Va= (-) kecepatan angina berlawanan sumber bunyi

dimana: P = Pendengar, S= Sumber Bunyi, A= Angin

• fp = frekuensi sumber bunyi yang didengar pengamat
• V = cepat rambat gelombang bunyi
• Vp = Kecepatan gerak pengamat
• Vs = Kecepatan gerak sumber bunyi
• Va = Kecepatan angin
• fs = frekuensi sumber bunyi

SOAL DAN PENYELESAIAN GELOMBANG BUNYI 

---

Soal 1. Sebuah ambulance bergerak dengan kecepatan 36km/jam sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 990 Hz. Dari arah berlawanan bergerak mobil pemadam kebakaran juga membunyikan sirine dengan frekuensi 1280 Hz dan berkecepatan 72km/jam, cepat rambat bunyi di udara 340 m/s.

• Berapa frekuensi sirine pemadam kebakaran yang didengar sopir ambulans?
• Berapa frekuensi sirine ambulance yang didengar sopir pemadam kebakaran?

Penyelesaian Fisika efek Doppler:
a. frekuensi sirine pemadam kebakaran yang didengar sopir ambulans $$\frac{f_{p}}{f_{s}}=\frac{v+v_p}{v-v_s}\\\\\frac{f_{p}}{1280}=\frac{340+10}{340-20}\\\\f_{p}=1400Hz$$ b. frekuensi sirine ambulance yang didengar sopir pemadam kebakaran $$\frac{f_{p}}{f_{s}}=\frac{v+v_p}{v-v_s}\\\\\frac{f_{p}}{990}=\frac{340+20}{340-10}\\\\f_{p}=1080Hz$$

---

Soal 2. Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 1024 Hz bergerak mendekati pendengar dengan kecepatan 34 m/s. Kecepatan rambat bunyi di udara 340 m/s. Jika pendengar menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan 17m/s, maka besar frekuensi bunyi yang diterima pendengar adalah..
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun $$\frac{f_{p}}{f_{s}}=\frac{v\pm v_p}{v\pm v_s}\\\\\frac{f_{p}}{1024}=\frac{340-17}{340-34}\\\\f_{p}\approx 1081Hz$$

---

Soal 3. Sebuah kereta bergerak menjauhi stasiun dengan kelajuan 72 km/jam sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 720 Hz. Diketahui cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. Tentukan frekuensi yang didengar pengamat jika pengamat itu:

• sedang duduk di stasiun
• bergerak mengejar kereta dengan kelajuan 36 km/jam

Penyelesaian Fisika efek Doppler:
a. sedang duduk di stasiun $$\frac{f_{p}}{f_{s}}=\frac{v\pm v_p}{v\pm v_s}\\\\\frac{f_{p}}{720}=\frac{340+0}{340+20}\\\\f_{p}=680Hz$$ b. bergerak mengejar kereta dengan kelajuan 36 km/jam $$\frac{f_{p}}{f_{s}}=\frac{v\pm v_p}{v\pm v_s}\\\\\frac{f_{p}}{720}=\frac{340+10}{340+20}\\\\f_{p}=700Hz$$

---

Soal 4. Sebuah pesawat terbang mendekati sirene yang berbunyi pada frekuensi 1.000 Hz. Apabila pilot pesawat mendengar suara sirene dengan frekuensi 1.100 Hz dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, kecepatan pesawat tersebut adalah….
Penyelesaian Fisika efek Doppler:
$$\begin{align*} \frac{f_p}{f_s}&=\frac{v+v_p}{v+v_s}\\\frac{1100}{1000}&=\frac{340+v_p}{340+0}\\374&=340+v_p\\v_p&=340-374\\v_p&=34ms^{-1}\end{align*}$$

---

Soal 5. Gerbong kereta api ditarik oleh sebuah lokomotif bergerak meninggalkan stasiun dengan kelajuan 36 km/jam. Ketika itu, seorang petugas di stasiun meniup peluit dengan frekuensi 1.700 Hz. Jika kecepatan perambatan gelombang bunyi di udara 340 $ms^{-1}$, tentukanlah frekuensi bunyi peluit yang didengar oleh seorang pengamat di dalam kereta api.
Penyelesaian Fisika efek Doppler:
$$\frac{f_{p}}{f_{s}}=\frac{v\pm v_p}{v\pm v_s}\\\\\frac{f_{p}}{1700}=\frac{340+0}{340+10}\\f_{p}=1650Hz$$