Memahami Efek Doppler Pada Bunyi Disertai Contoh Soal dan Pembahasan

Efek Doppler pada bunyi merupakan gejala perubahan frekuensi yang didengar akibat gerak relatif antara pendengar terhadap sumber bunyi atau sumber bunyi terhadap pendengar.

Fakta atas peristiwa efek Doppler seperti berikut: Stefani berdiri diam di pinggir jalan. Sebuah mobil polisi bergerak mendekati Stefani seraya membunyikan sirene.

Nah, pada kasus ini, frekuensi bunyi sirene yang didengar Stefani yang diam akan terdengar tinggi. Namun apabila mobil polisi bergerak menjauhi Stefani, maka frekuensi yang didengar akan mengecil.

 

Mari kita tinjau kemungkinan-kemungkinan terjadinya efek Doppler.

Ketika pendengar bergerak mendekati sumber bunyi dengan kecepatan v_p, maka frekuensi bunyi yang didengar mengalami perubahan setiap detik. Adapun frekuensi yang didengar setiap detik adalah besar.

Akan tetapi bila pendengar bergerak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan v_p, maka pendengar akan dikejar oleh frekuensi sumber bunyi, akibatnya frekuensi yang didengar setiap detik akan lebih kecil.

Kemungkinan berikut adalah sumber bunyi bergerak mendekati pendengar. Ketika sumber bunyi bergerak mendekati pendengar, maka jarak antarpuncak gelombang yang pertama akan berkurang, hal ini dikarenakan puncak gelombang yang kedua telah dibawa oleh sumber bunyi yang bergerak. Kejadian ini terus berlangsung terjadi selama sumber bunyi bergerak mendekati pendengar. Hal ini mengakibatkan terjadinya penurunan frekuensi dari puncak gelombang pertama seiring dengan sumber bunyi bergerak mendekati pendengar.

 

Secara matematis dinyatakan sebagai berikut:

 

Contoh Soal

Sebuah truk bergerak dengan kecepatan 36 km/jam di belakang sepeda motor. Pada saat truk mengeluarkan bunyi klakson dengan frekuensi 1.000 Hz, pengemudi sepeda motor membaca pada spidometer angka 72 km/jam. Apabila kecepatan bunyi 340 m/s, maka berapakah frekuensi bunyi klakson yang didengar pengemudi sepeda motor?

Penyelesaian:

Diketahui:

Mari kita analisis situasi pada soal

1. Truk mengeluarkan bunyi klakson, maka truk adalah sumber bunyi. Bunyi klakson yang dikeluarkan truk adalah 1.000 Hz.

                   f_s = 1.000 Hz

 

2. Kecepatan truk adalah 36 km/jam. Nah di sini kita konversikan 36 km/jam ke satuan m/s, maka menjadi 10 m/s.

                 v_s = 10 m/s

 

3. Dari kasus soal, yang menjadi pendengar adalah pengemudi sepeda motor. Kecepatan pengemudi sepeda motor sebagai pendengar adalah 72 km/jam. Nah, di sini juha kita konversikan satuan km/jam ke m/s sehingga dari 72 km/jam menjadi 20 m/s.

                  v_p = 20 m/s

 

4. Kecepatan bunyi adalah 340 m/s

                 v = 340 m/s

 

Ditanya: frekuensi bunyi yang didengar oleh pengemudi sepeda motor?

Jawab:

Dari soal kita ketahui bahwa sumber bunyi bergerak mendekati pendengar dan  pendengar bergerak menjauhi sumber bunyi, maka disini terjadi peristiwa penurunan frekuensi.

Jadi, frekuensi bunyi yang didengar oleh pengemudi sepeda motor adalah 970 Hz.