EFEK DOPPLER ~ UAN FISIKA SMA

Efek Doppler merupakan peristiwa berubahnya frekuensi bunyi yang didengar oleh pendengar dengan frekuensi yang dihasilkan oleh sumber bunyi. Hal ini disebabkan adanya sumber bunyi atau pendengar yang bergerak relative satu sama lain (menjauhi atau mendekati). Peristiwa effek dopler tidak hanya terjadi pada gelombang suara saja, pada kenyataanya efek dopler juga bisa terjadi pada cahaya. Misalnya ketika bumi berputar mengelilingi matahari sedang mendekati sebuah bintang maka, cahaya bintang berubah dari frekwensi cahaya warna merah ke cahaya warna biru. demikian juga sebaliknya ketika bumi meninggalkan sebuah bintang warnya berubah dari biru menjadi merah.

Penjelasanya umum efek dopller dengan sederhana adalah : saat sumber frekwensi mendekati pengamat, pengamat akan menerima gelombang yang lebih rapat(pendek) sehingga frekwensinya membesar.

Perhatikan gambar ilustrasi ini.

Besarnya frekuensi yang didengar oleh pendengar dicari melalui persamaan berikut ini:

Keterangan :
fp = frekuensi pendengar (Hz)
fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)
v = cepat rambat gelombang di udara (m/s)
Vp = kecepatan pendengar (m/s)
Vs = kecepatan sumber bunyi (m/s)

Persamaan di atas menggunakan 2 tanda operator matematika sekaligus yaitu plus dan minus. untuk menentukan tanda plus minus dalam kurung untuk kecepatan sumber dan kecepatan pendegar menggunakan patokan utama: sumber mendekati pendengar adalah arah kecepatan positif, arah kecepatan ini tetap berlaku bagi Sumber bunyi (Vs) Maupaun bagi pendengar (Vp)

Sebagai contoh adalah gambar peristiwa di bawah ini:

Contoh 1

Sumber Bunyi bergerak dalam arah mendekati pendengar maka (+Vs), sedang pendengar bergerak mendekati sumber maka (-Vp)

Contoh 2
Sumber Bunyi bergerak dalam arah menjauhi pendengar maka (-Vs), sedang pendengar bergerak menjauhi sumber maka (+Vp)

Jadi yang perlu diingat adalah arah Sumber ke Pendengar adalah arah kecepatan +. itu saja titik.

Contoh Soal

Deretan gerbong kereta api yang 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:

Diketahui : vp= 36 Km/jam = 10ms-1 ; vs=340 ms-1; fs=1.700 Hz

(Hitung sendiri )=1.650Hz

Jadi, frekuensi peluit yang terdengar oleh pengamat dalam kereta api sebesar 1.650 Hz.

contoh soal 2

Ani berdiri di tepi jalan. Dari kejauhan datang sebuah mobil ambulan bergerak mendekati Ani, kemudian lewat di depannya, lalu menjauhinya dengan kecepatan tetap 20 ms-1. Jika frekuensi sirine yang dipancarkan mobil ambulan 8.640 Hz, dan kecepatan gelombang bunyi di udara 340ms-1, tentukanlah frekuensi sirine yang didengarkan Ani pada saat : (a) Mobil ambulance mendekati Ani ; dan (b) Mobil ambulan menjauhi Ani.

Penyelesaian:

Diketahui :
v=340 ms-1; vs= 20 ms-1; dan fs = 8.640 Hz

a. Pada saat mobil ambulan mendekati Ani.

b. Pada saat mobil ambulan menjauhi Ani.

Pada saat mobil ambulan mendekati Ani, frekuensi sirine yang terdengar 9.180 Hz. Akan tetapi, pada saat mobil ambulan menjauhi Ani mendengar frekuensi sirine sebesar 8.160 Hz.