EFEK DOPPLER

Ketika sebuah mobil ambulance yang sedang membunyikan  sirinenya mendekat ke arah kita yang sedang duduk-duduk di tepi pinggiran jalan, frekuensi bunyi sirine yang didengar oleh telinga kita lebih tinggi dari frekuensi sirine "sebenarnya".Ketika mobilnya bergerak menjauhi kita, frekuensi yang didengar oleh telinga kita menjadi lebih rendah dari frekuensi bunyi sirine.Gejala ini yang dikenal dengan istilah efek Doppler pada gelombang bunyi. Naik turunnya frekuensi tersebut bisa kita temukan dengan persamaan berikut:

                   
 fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)

fp = frekuensi yang kita dengar / frekuensi pendengar (Hz)

ν = kelajuan bunyi di udara (m/s)

ν_s = kelajuan sumber bunyi (m/s)

ν _p = kelajuan pendengar (m/s

Penentuan tanda (+) an (-) pada Vs dan Vp

Vs bertanda (+) bila sumber menjauhi pendengar

Vs  bertanda (-) bila sumber mendekati pendengar

Vs = 0 = sumber bunyi tidak bergerak (diam)

Vp bertanda(+) bila pendengar mendekati sumber bunyi

Vp bertanda(-) bila pendengar menjauhi sumber bunyi

Vp=0= pendengar tidak bergerak (diam)

Contoh 

1. Seorang penonton pada lomba balap mobil mendengar bunyi (deru mobil) yang berbeda,  
    ketika mobil  mendekat dan menjauh. Rata-rata mobil balap mengeluarkan bunyi 800 Hz. 
    Jika kecepatan bunyi di udara 340 m.s⁻¹ dan kecepatan mobil 20 m.s⁻¹, tentukan frekuensi 
    yang di dengar saat mobil menjauh 

   

Data dari soal:

Frekuensi sumber bunyi / mobil balap fs = 800 Hz

Kecepatan bunyi di udara ν = 340 m.s⁻¹

Kecepatan sumber bunyi / mobil ν_s = 20 m.s⁻¹

Mobil menjauhi pendengar → + ν_s

Penonton / pendengar diasumsi diam ν_p = 0

2.  Sebuah mobil dengan kecepatan 30 m/s mengejar sebuah kereta yang sedang  

     membunyikan peluit dengan frekuensi 1065 Hz. Jika kereta berjalan dengan kecepatan 15 

     m/s, hitung frekuensi nada yang didengar oleh pengemudi mobil! (Cepat rambat bunyi di 

     udara = 340 m/s)

        

3. Dua buah mobil berpapasan dan salah satu mobil membunyikan klakson dengan frekuensi 

    640 Hz. Hitung frekuensi yang di dengar mobil lainnya sebelum dan sesudah keduanya 

    berpapasan. Kelajuan masing-masing mobil adalah 14 m/s dan cepat rambat bunyi di 

    udara adalah 334 m/s.

SOAL LATIHAN

1.  Seorang penerbang yang pesawatnya terbang menuju bandara mendengar bunyi sirene 

     menara dengan frekuensi 2000 Hz. Jika sirene memancarkan bunyi dengan frekuensi 1700 

    Hz dan cepat rambart bunyi di  udara 340 m/s, maka kecepatan pesawat udara itu adalah …

    a.  196 km/jam

    b.  200 km/jam

    c.  216 km/jam

    d.  220 km/jam

    e.  236 km/jam 

2. Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 1024 Hz bergerak mendekati seorang pengamat 

    dengan  kecepatan 34 m/s. Kecepatan rambat bunyi adalah 340 m/s. Jika pengamat 

    bergerak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan 17 m/s, frekuensi bunyi yang di dengar 

    oleh pengamat lain adalah …

    a.  920 Hz

    b.  1080 Hz

    c.  1120 Hz

   d.  1220 Hz

   e.  1320 Hz

3. Suatu sumber bunyi bergerak relative terhadap pendengar yang diam. Bila cepat rambat 

    bunyi di udara 325 m/s dan kecepatan sumber bunyi 25 m/s maka perbandingan frekuensi 

    yang diterima pendengar pada saat bunyi mendekati dan menjauhi adalah …

    a.  5 : 6

    b.  6 : 7

    c.  7 : 6

    d.  6 : 5

    e.  5 : 4

4. X berdiri di samping sumber bunyi yang frekuensinya 676 Hz. Sebuah sumber bunyi lain 

    dengan frekuensi    676 Hz mendekati X dengan keepatan 2 m/s. Bila kecepatan merambat 

    bunyi di udara adalah  340 m/s maka X akan mendengar layangan dengan frekuensi …

    a.  0

    b.  2 Hz

    c.  4 Hz

   d.  6 Hz

   e.  8 Hz

5. Sumber bunyi dengan frekuensi 360 Hz bergerak menjauhi pendengar dengan kecepatan 

    20 m/s. Pendengar bergerak juga menjauhi sumber dengan kecepatan 10 m/s, maka 

    frekuensi pendengar adalah … (cepat rambat bunyi di udara = 340 m/s)

    a.  300 Hz

    b.  320 Hz

    c.  330 Hz

    d.  340 Hz

    e.  350 Hz

 6.  Sebuah mobil bergerak menjauhi menara sirene dengan kecepatan 20 m/s. Pada saat itu

      sirene berbunyi dengan frekuensi 680 Hz. Bila cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka

      frekuensi bunyi sirene yang di dengar penumpang mobil adalah …

      a.  460 Hz

      b.  600 Hz

      c.  620 Hz

     d.  640 Hz

     e.  720 Hz

 7. Sebuah lokomotif dengan laju 30 m/s melewati seseorang yang berdiri di pinggir rel. 

     Peluitnya mengeluarkan nada berfrekuensi 2000 Hz. Berapakah frekuensi yang di dengar 

     oleh orang itu:

     a.  pada waktu kereta api mendekatinya?

     b.  Sewaktu menjauhinya?

 8. Mobil dengan kecepatan 20 m/s mengejar mobil lain yang berkecepatan 15 m/s, sambil

     membunyikan klakson berfrekuensi 1200 Hz. Berapakah frekuensi yang di dengar 

     pengemudi yang dikejar?

9. Dua buah mobil bergerak saling mendekati dengan laju v. Salah satu mobil membunyikan

    klaksonnya dengan frekuensi 3000 Hz. Bunyi klakson itu didengar pengemudi lainnya 

    sebesar 3400 Hz. Tentukanlah nilai v!

10. Seorang pengendara sepeda bergerak melintas di depan Anda (yang diam) sambil

       membunyikan bel dengan frekuensi 6000 Hz. Dalam peristiwa itu frekuensi yang anda 

       dengar ternyata berbeda sebesar 30 Hz. Tentukanlah kecepatan sepeda tersebut!