Question

Sebuah mobil sedang bergerak di sebuah jalan lurus berkecepatan 20 m/s, di pinggir jalan yang dilewati oleh pengendara mobil tersebut berbunyi sebuah sirine menara. Tentukan perbandingan frekuensi yang di dengar oleh pengendara mobil tersebut jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s ketika sedang mendekati menara dan ketika sedang menjauhi menara!

Answer 1

Verified answer

Kelas: XII
Mata Pelajaran: Fisika 
Materi: Gelombang Bunyi

Kata Kunci: Efek Doppler

 

Jawaban pendek:

 

Sebuah mobil sedang bergerak di sebuah jalan lurus berkecepatan 20 m/s, di pinggir jalan yang dilewati oleh pengendara mobil tersebut berbunyi sebuah sirine menara.

 

Maka perbandingan frekuensi yang didengar oleh pengendara mobil tersebut jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s ketika sedang mendekati menara dan ketika sedang menjauhi menara adalah … 9/8

 

Jawaban panjang:

 

Berdasarkan efek Doppler, suara yang mendekati pendengar menjadi terdengar lebih keras atau lebih tinggi frekuensinya, sedangkan suara yang menjauhi pendengar terdengar lebih pelan.

 

Rumus Efek Doppler adalah:

 

fp = fs (v±vp) / (v±vs)

 

dimana:

fp = frekuensi yang didengar (dalam satuan Hz)

fs = frekuensi dari sumber bunyi (dalam satuan Hz)

v = kecepatan bunyi di udara (dalam satuan m/s)

vp = kecepatan gerak pendengar (dalam satuan m/s)

vs = kecepatan sumber bunyi (dalam satuan m/s)

 

Pada soal ini, mobil awalnya bergerak mendekati menara, kemudian menjauhi menara. Sehingga awalnya bunyi akan terdengar lebih keras (saat mobil mendekati menara sirine), dan kemudian bunyi akan terdengar lebih lambat (saat mobil menjauhi menara sirine).

 

Kita umpamakan frekuensi sumber bunyi fs = f.

 

Sehingga diketahui berkecepatan mobil vp = 20 m/s, kecepatan sumber bunyi vs = o (karena menara diam), dan kecepatan gelombang bunyi v = 340 m/s.

 

Maka frekuensi bunyi saat mobil mendekati dan menjauhi menara sirine menjadi:

A. Frekuensi sirine saat mobil mendekati menara sirine

 

Tanda kecepatan vp akan bertanda positif (+) jika penerima bergerak menuju sumber bunyi, sehingga nilai frekuensi fs juga akan meningkat. Ini membuat bunyi terdengar lebih keras bila penerima bergerak menuju sumber bunyi.

 

 

fp = fs (v+vp) / (v)

fp = f (340+20) / (340)

    = f (360/340)

fp = 18/17 f

A. Frekuensi sirine saat mobil mendekati menara sirine

 

Sebaliknya kecepatan vp akan bertanda negatif (-) jika penerima bergerak menjauhi sumber bunyi, sehingga nilai frekuensi fs juga akan menurun. Ini membuat bunyi terdengar lebih lemah bila penerima bergerak menjauhi sumber bunyi.

 

fp = fs (v-vp) / (vs)

fp = f (340-20) / (340)

    = f (320/340)

fp = 16/17 f

 

Sehingga perbandingan frekuensi bunyi ketika mobil sedang mendekati menara dan ketika sedang menjauhi menara menjadi:

 

f mendekati/ f menjauhi = (18/17 f) / (16/17 f)

                                             = 18/16

                                             = 9/8