Rumus Efek Doppler

Efek Doppler- Perhatikan gambar berikut ini. Akan tampak, bentuk gelombang di bagian kanan, lebih rapat dibandingkan dengan bentuk gelombang di bagian kiri. Hal ini menunjukkan, frekuensi gelombang yang searah dengan arah gerak alat getar menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan frekuensi frekuensi gelombang yang dijauhi oleh alat getar. Peristiwa perbedaan frekuensi ini disebut dengan Efek Doppler.

Peramabatan gelombang pada permukaan air

Gambar 1.36Peramabatan gelombang pada permukaan air pada saat a. sumber getar tidak bergerak; b. sumer getar bergerak ke kanan.

Fenomena perubahan frekuensi karena pengaruh gerak relatif antara sumber bunyi dan pendengar, untuk pertama kalinya diamati oleh Christian Doppler (1803-1853), seorang ahli fisika berkebangsaan Austria. Jika sumber bunyi diam terhadap pengamat maka frekuensi yang terdengar oelh pengamat sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi. Hal ini tidak bergantung pada apakah pengamatnya dekat dengan sumber ataupun cukup jauh, asalkan bunyi tersebut masih dapat terdengar.Jika sumber bunyi atau pengamat bergerak atau kedua-duanya bergerak, pengamat akan mendengar frekuensi yang berbeda dengan yang dipancarkan oleh sumber bunyi. Jika sumber bunyi bergerak mendekati Anda, Anda akan mendengar bunyi yang frekuensinya lebih tinggi. Jika sumber bunyi menjauh maka anda akan mendengar bunyi yang frekuensinya lebih rendah dari frekuensi yang dihasilkan oleh sumber bunyi.

1) Sumber Bunyi Bergerak dan Pengamat Diam Perhatikan gambar berikut.

Pengamat diam sumber bunyi s dari pengamat dengan kecepatan vs

Gambar 1.37Pengamat diam sumber bunyi s dari pengamat dengan kecepatan vs.

Seorang pengamat (p) berada di sebelah kanan sumber. Apabila sumber bunyi s tidak bergerak terhadap p, lingkaran puncak gelombang akan simetris berpusat di s. Ketika sumber bunyi s bergerak ke kanan mendekati pengamat p, lingkaran puncak gelombang di kanan menjadi lebih rapat, sedangkan yang di sebelah kiri menjadi lebih renggang. Perbedaan panjang geombang yang terbentuk menjadi persamaan berikut ini.

Jika sumber bunyi memancarkan gelombang bunyi dengan frekuensi fs,

Oleh karena pengaruh gerak sumber bunyi ke kanan mendekati pengamat p, panjang gelombang yang diterima p adalah

Frekuensi yang didengar oleh pengamat akan menjadi

Jadi, frekuensi yang didengar pengamat akan menjadi

Jika sumber bunyi menjauhi pengamat maka persamaan yang akan diperoleh menjadi

Frekuensi yang didengar oleh pengamat akan menjadi

Jadi, frekuensi yang didengar pengamat akan menjadi

Secara umum, untuk sumber bunyi bergerak relatif terhadap pengamat yang diam akan berlaku persamaan

dengan:

fs= frekuensi sumber bunyi

fp= frekuensi yang didengar oleh pengamat

v = kecepatan bunyi di udara ( 340 m/s)

vs= kecepatan sumber bunyi

2) Sumber Bunyi Diam dan Pengamat Bergerak

Jika pengamat p tidak bergerak terhadap sumber bunyi s yang diam, dalam selang waktu t pengamat akan menerima getaran sebanyak

dengan v adalah cepat rambat gelombang bunyi dan λ adalah panjang gelombang bunyi. Ketika pengamat p bergerak mendekati sumber bunyi s dengan kecepatan vp, banyaknya getaran yang diterima oleh pengamat dalam waktu t menjadi lebih banyak sebesar

Frekuensi yang diterima pengamat

Frekuensi yang didengar oleh pengamat adalah

Sumber bunyi s diam pengamat p mendekati sumber bunyi dengan kecepatan vp

Gambar 1.38Sumber bunyi s diam pengamat p mendekati sumber bunyi dengan kecepatan vp.

Persamaan ini berlaku untuk sumber bunyi s diam dan pengamat p mendekati sumber bunyi. Jika pengamat p bergerak dengan kecepatan vp menjauhi sumber bunyi s dalam waktu t banyaknya getaran yang diterima pengamat akan menjadi

Frekuensi yang didengar oleh pengamat akan menjadi

Secara umum, sumber bunyi diam, tetapi pengamat bergerak terhadap sumber bunyi, frekuensi yang didengar oleh pengamat akan menjadi

3) Sumber Bunyi dan Pengamat Bergerak

a) Jika pengamat diam dan suber bunyi diam, fp = fs

b) Jika salah satu dari pengamat atau sumber bunyi mendekati, fp > fs.

c) Jika salah satu dari pengamat atau sumber bunyi menjauhi, fp < fs.

Persamaan umum Efek Doppler adalah sebagai berikut.

dengan:

fp= frekuensi yang didengar oleh pengamat (Hz)

fs= frekuensi dari sumber bunyi (Hz)

v = kecepatan gelombang bunyi di udara (m/s)

vs= kecepatan gerak sumber bunyi (m/s)

vp= kecepatan gerak pengamat (m/s)

Cara menentukan tanda (+) dan tanda ( − ) yaitu sebagai

berikut.

a) Jika p bergerak mendekati s, +vp →fp > fs

b) Jika p bergerak menjauhi s, -vp →fp < fs

c) Jika s bergerak mendekati p, -vs → fp > fs

d) Jika s bergerak menjauhi s, +vp → fp < fs

e) Jika s dan p sama-sama diam, vs = 0 dan vp = 0 → fp = fs

Artikel Terkait

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Budisma.web.id © 2014 Frontier Theme