Efek Doppler pada Gelombang Bunyi

Rumus 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)

Kesepakatan Tanda
+/− pada ν_s
+ ν_s sumber menjauhi pendengar
− ν_s sumber mendekati pendengar
+/− pada ν_p
+ ν_p pendengar mendekati sumber
− ν_p pendengar menjauhi sumber

Rumus di atas digunakan jika pengaruh angin diabaikan. Jika pengaruh angin diperhitungkan maka:


dimana ν_a adalah kelajuan angin dengan perjanjian tanda sebagai berikut:
+ ν_a jika angin mengarah dari sumber bunyi menuju pendengar
− ν_a jika angin mengarah dari pendengar ke sumber bunyi

Pelajari contoh-contoh berikut: →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, maka frekuensi yang di dengar saat mobil menjauh adalah....(Modifikasi Soal UN Fisika 2010)

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



→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 , kecepatan mobil 20 m.s⁻¹ dan saat itu angin bergerak dengan kelajuan 10 m.s⁻¹ searah gerak mobil maka frekuensi yang di dengar saat mobil menjauh adalah....(Modifikasi Soal UN Fisika 2010)

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

Kelajuan angin ν_a = 10 m.s⁻¹
Gerak angin searah gerak sumber → + ν_a

Uji Pemahaman

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, maka frekuensi yang di dengar saat mobil mendekat adalah....UN Fisika 2009 P04

2) Mobil pemadam kebakaran sedang bergerak dengan laju 20 m.s⁻¹ sambil membunyikan sirine pada frekuensi 400 Hz (cepat rambat bunyi 300 m.s⁻¹). Jika mobil pemadam kebakaran bergerak menjauhi seseorang yang sedang berdiri di tepi jalan, maka orang tersebut akan mendengar frekuensi sirine pada frekuensi....UN Fisika 2010

3) Kereta api menuju stasiun Solo Balapan dengan kelajuan 20 m/s sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 660 Hz. Tentukan frekuensi yang didengar oleh para penumpang yang sedang duduk menunggu di stasiun jika saat itu angin bertiup dengan kelajuan 10 m/s searah dengan gerak kereta!

4) Kereta api menuju stasiun Solo Balapan dengan kelajuan 20 m/s sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 620 Hz. Tentukan frekuensi yang didengar oleh para penumpang yang sedang duduk menunggu di stasiun jika saat itu angin bertiup dengan kelajuan 10 m/s berlawanan arah dengan arah gerak kereta!

5) Kereta api meninggalkan stasiun Solo Balapan dengan kelajuan 20 m/s sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 650 Hz. Tentukan frekuensi yang didengar oleh para penumpang yang sedang duduk menunggu di stasiun jika saat itu angin bertiup dengan kelajuan 10 m/s berlawanan arah dengan arah gerak kereta!

Kunci jawaban:
1) 850 Hz 2) 375 Hz 3) 660 Hz 4) 660 Hz 5) 612,86 Hz