Efek Doppler: Pengertian, Rumus dan Contoh Soal

Pengertian Efek Doppler

Efek doppler merupakan kondisi  perubahan frekuensi dari  sumber bunyi pada pendengar yang diakibatkan dari pergerakan sumber bunyi, pendengar, maupun keduanya.

Efek doppler ini ditemukan olelh ilmuan fisika asal Austria yang bernama Christian Doppler pada tahun 1842.

Efek doppler ini tidak hanya bekerja pada medium udara ini juga dapat bekerja pada medium padat maupun cair.

Rumus Efek Doppler

Secara umum efek dopler  dapat ditulis sebagai berikut:

f_p = (v ± v_p) f_s / (v ± v_s)

Dimana:

• f_p = frekuensi yang didengar pendengar (Hz)
• f_s = frekuensi sumber bunyi (Hz)
• v = cepat rambat udara (m/s)
• v_p = cepat rambat pendengar (m/s)
• v_s = cepat rambat sumber bunyi (m/s)

Macam-Macam Efek Doppler

Efek Doppler (Semakin Tinggi)

Efek doppler saling mendekati merupakan kejadian frekuensi pendengar terasa semakin tinggi karena sumber bunyi, pendengar, atau keduanya salin mendekati.

• Sumber bunyi dan pendengar saling mendekati

f_p = (v + v_p) f_s / (v – v_s)

• Sumber bunyi diam (v_s = 0 m/s), pendengar mendekati

f_p = (v + v_p) f_s / v

• Sumber bunyi mendekati, pendengar diam (v_p = 0 m/s)

f_p = v f_s / (v – v_s)

Efek Doppler (Semakin Rendah)

• Sumber bunyi dan pendengar saling menjauhi

f_p = (v – v_p) f_s / (v + v_s)

• Sumber bunyi diam (v_s = 0 m/s), pendengar menjauhi

f_p = (v – v_p) f_s / v

• Sumber bunyi menjauhi, pendengar diam (vp = 0 m/s)

f_p = v f_s / (v + v_s)

Contoh Soal Efek Doppler

1. Kereta Sugab 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?

Diketahui:

v_s = 72 km/jam = 20 m/s
v_p = 0 m/s (diam tidak bergerak)
f_s = 860 Hz
v = 340 m/s

Penyelesaian:

f_p = (v + v_p) f_s / (v – v_s)
f_p = (340 + 0) 860 / (340 – 20)
f_p = 340 860 / 320
f_p = 340 860 / 320
f_p = 913.75 Hz

Jadi frekuensi yang didengar ialah 913.75 Hz

2. Seorang pilot pesawat menerbangkan pesawatnya menuju ke menara bandara mendengar bunyi sirinemenara 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:

f_p = 3600 Hz
v = 340 m/s
f_s = 2040 Hz
v_s = 0 m/s (diam dimenara)

Penyelesaian:

f_p = (v + v_p) f_s / (v – v_s)
3600 = (340 +v_p) 2040 / (340 + 0)s
3600 = (340 +v_p) 6
(340 +v_p) = 600
v_p = 260 m/s

Jadi kecepatan pesawat saat itu adalah 260 m/s.

3. Sebuah mobil polisi dengan sirine menyala yang berfrekuensi 940 Hz bergerak dengan kecepatan 90 km/jam mendekati seseorang yang sedang berdiri di pinggir jalan. Jika kecepatan suara di udara sebesar 340 m/s, berapa frekuensi bunyi sirine yang didengar oleh orang tersebut?

Pembahasan:

Diketahui bahwa v_s = 90 km/jam = 25 m/s.

Karena sumber suara mendekati pendengar, maka v_s (-)

Karena pendengar dalam kondisi diam, maka v_p = 0.

Sehingga: