);

Contoh soal efek Doppler dan penyelesaiannya + pembahasan

Pada postingan ini, kita akan membahas contoh soal efek Doppler dan penyelesaiannya atau pembahasannya. Lalu apa itu efek Doppler ?. Istilah ini diambil dari nama seorang fisikawan Austria, Christian Johann Doppler. Doppler menemukan bahwa adanya perubahan frekuensi yang diterima pendengar dibanding dengan frekuensi sumbernya akibat gerak relatif pendengar dan sumber. Gejala perubahan frekuensi inilah yang dikenal dengan efek Doppler. Rumus efek Doppler sebagai berikut.

Efek Doppler
Rumus efek Doppler

Keterangan:

  • fp = frekuensi pendengar (Hz)
  • fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)
  • v = kecepatan bunyi diudara (m/s)
  • vp = kecepatan pendengar (m/s)
  • vs = kecepatan sumber bunyi (m/s)

Rumus efek Dopler diatas dapat diuraikan menjadi 4 kondisi yaitu sebagai berikut.

  • Rumus efek Doppler (atas ditambah bawah dikurang) jika : 1) pendengar mendekati sumber bunyi yang diam, 2) sumber bunyi mendekati pendengar yang diam, 3) sumber bunyi dan pendengar saling mendekati. (kata kunci : mendekati).
→ fp =
v + vp
v – vs
. fs
  • Rumus efek Doppler (atas dikurang bawah ditambah) jika : 1) pendengar menjauhi sumber bunyi yang diam, 2) sumber bunyi menjauhi pendengar yang diam, 3) sumber bunyi dan pendengar saling menjauhi. (kata kunci : menjauhi).
→ fp =
v – vp
v + vs
. fs
  • Rumus efek Doppler (atas bawah ditambah) jika sumber bunyi dan pendengar bergerak searah dimana sumber bunyi didepan pendengar.
Efek Doppler
Rumus efek Doppler atas bawah ditambah
  • Rumus efek Doppler (atas bawah dikurang) jika sumber bunyi dan pendengar bergerak searah dimana pendengar didepan sumber bunyi.
Efek Doppler
Rumus efek Doppler atas bawah dikurang

Contoh soal efek Doppler

Contoh soal 1

Kereta api bergerak menuju stasiun dengan kelajuan 18 km/jam sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 670 Hz. Jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s, maka besar frekuensi yang didengar seseorang penumpang yang duduk distasiun adalah …
A. 770 Hz
B. 740 Hz
C. 700 Hz
D. 680 Hz
E. 600 Hz

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui

  • vs = 18 km/jam = 5 m/s,
  • vp = 0 (karena penumpang diam)
  • fs = 670 Hz
  • v = 340 m/s

Pada soal ini sumber bunyi mendekati pendengar yang diam sehingga rumus efek Doppler yang digunakan adalah atas ditambah bawah dikurang.

→ fp =
v + vp
v – vs
. fs
→ fp =
340 m/s + 0 m/s
340 m/s – 5 m/s
. 670 Hz
→ fp =
340 m/s
335 m/s
. 670 Hz = 680 Hz

Jadi frekuensi bunyi peluit yang didengar seseorang yang duduk di stasiun adalah 680 Hz. Soal ini jawabannya D.


Contoh soal 2

Mobil pemadam kebakaran sedang bergerak dengan laju 20 m/s sambil membunyikan sirine pada frekuensi 400 Hz (cepat rambat bunyi 300 m/s). Jika mobil pemadam kebakaran bergerak menjauhi seseorang yang sedang berdiri ditepi jalan, maka orang tersebut akan mendengar frekuensi sirine dengan frekuensi …
A. 375 Hz
B. 575 Hz
C. 600 Hz
D. 620 Hz
E. 725 Hz

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui:

  • vp = 0 m/s (berdiri ditepi jalan atau diam)
  • vs = 20 m/s,
  • fs = 400 Hz
  • v = 300 m/s.

Pada soal ini sumber bunyi menjauhi pendengar yang diam sehingga rumus efek Doppler yang digunakan adalah atas dikurang bawah ditambah.

→ fp =
v – vp
v + vs
. fs
→ fp =
300 m/s – 0 m/s
300 m/s + 20 m/s
. 400 Hz
→ fp =
300 m/s
320 m/s
. 400 Hz = 375 Hz

Soal ini jawabannya A.


Contoh soal 3

Sumber bunyi yang memancarkan bunyi dengan panjang gelombang 10 cm dan pendengar bergerak saling menjauhi dengan kecepatan masing-masing 60 m/s dan 40 m/s. Kecepatan rambatan bunyi diudara 340 m/s. Frekuensi bunyi yang didengar adalah …
A. 3400 Hz
B. 3230 Hz
C. 3643 Hz
D. 4533 Hz
E. 2550 Hz

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui :

  • λ = 10 cm = 0,1 m
  • fs = v / λ = 340 m/s / 0,1 m = 3400 Hz
  • vs = 60 m/s
  • vp = 40 m/s
  • v = 340 m/s

Sumber bunyi dan pendengar saling menjauh sehingga rumus efek Doppler yang digunakan atas dikurang bawah ditambah.

→ fp =
v – vp
v + vs
. fs
→ fp =
340 m/s – 40 m/s
340 m/s + 60 m/s
. 3400 Hz
→ fp =
300 m/s
400 m/s
. 3400 Hz = 2550 Hz

Soal ini jawabannya E.


Contoh soal 4

Anton mengemudi mobil pada kelajuan 36 km/jam, tiba-tiba disalip bis yang bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Setelah disalip, bis menjauh sambil membunyikan klakson berfrekuensi 720 Hz. Frekuensi klakson yang didengar Anton adalah …(cepat rambat bunyi diudara 340 m/s).
A. 675 Hz
B. 680 Hz
C. 700 Hz
D. 710 Hz
E. 730 Hz

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini diketahui:

  • fs = 720 Hz
  • vs = 72 km/jam = 20 m/s
  • vp = 36 km/jam = 10 m/s
  • v = 340 m/s

Pada soal ini, sumber bunyi dan pendengar bergerak searah dimana sumber bunyi (bis) didepan pendengar sehingga rumus yang digunakan atas bawah ditambah.

→ fp =
v + vp
v + vs
. fs
→ fp =
340 m/s + 10 m/s
340 m/s + 20 m/s
. 720 Hz
→ fp =
350 m/s
360 m/s
. 720 Hz = 700 Hz

Jadi Anton mendengar frekuensi klakson sebesar 700 Hz. Soal ini jawabannya C.


Contoh soal 5

Sebuah sumber bunyi bergerak dengan frekuensi 640 Hz bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 20 m/s. Jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s dan pengamat bergerak menjauhi searah sumber bunyi dengan kecepatan 10 m/s, maka frekuensi bunyi yang didengar pengamat adalah …
A. 600 Hz
B. 660 Hz
C. 900 Hz
D. 980 Hz
E. 1.300 Hz

Penyelesaian soal / pembahasan

Pada soal ini, sumber bunyi dan pendengar bergerak searah dimana pendengar didepan sumber bunyi sehingga rumus yang digunakan atas bawah dikurang.

→ fp =
v – vp
v – vs
. fs
→ fp =
340 m/s – 10 m/s
340 m/s – 20 m/s
. 640 Hz
→ fp =
330 m/s
320 m/s
. 640 Hz = 660 Hz

Jadi frekuensi bunyi yang didengar pengamat sebesar 660 Hz. Soal ini jawabannya B.


Contoh soal 6

Suatu sumber bunyi dengan frekuensi 7200 Hz bergerak berlawanan arah dengan pendengar yang bergerak dengan kelajuan 25 m/s, ternyata frekuensi yang didengar adalah 6.300 Hz. Jika kelajuan perambatan bunyi diudara 340 m/s, maka kecepatan sumber bunyi adalah …
A. 30 m/s
B. 25 m/s
C. 24 m/s
D. 20 m/s
E. 15 m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

Soal diatas dapat dijawab dengan langkah-langkah sebagai berikut:

→ fp =
v – vp
v + vs
. fs
→ 6.300 Hz =
340 m/s – 25 m/s
340 m/s + vs
. 7.200 Hz
→ 340 m/s + vs =
315 m/s
6.300 Hz
. 7.200 Hz = 360 m/s
→ vs = 360 m/s – 340 m/s = 20 m/s

Jadi soal ini jawabannya D.


Contoh soal 7

Dini berada didalam kereta api A yang berhenti. Sebuah kereta api lain (B) bergerak mendekati A dengan kecepatan 2 m/s sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 676 Hz. Bila cepat rambat bunyi diudara 340 m/s, maka frekuensi peluit kereta api B yang didengar dini adalah …
A. 680 Hz
B. 676 Hz
C. 660 Hz
D. 656 Hz
E. 640 Hz

Penyelesaian soal / pembahasan

Cara menjawab soal ini sebagai berikut.

→ fp =
v + vp
v – vs
. fs
→ fp =
340 m/s + 0 m/s
340 m/s – 2 m/s
. 676 Hz Hz
→ fp =
340 m/s
338 Hz
. 676 Hz = 680 Hz

Jadi soal ini jawabannya A.


Contoh soal 8

Seorang pengendara mobil melaju dengan kecepatan 40 m/s mendekati mobil ambulan yang sedang melaju dengan kecepatan 10 m/s searah dengan mobil. Jika mobil ambulan membunyikan sirine dengan frekuensi 1.050 Hz, jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s, maka frekuensi yang didengar oleh pengendara mobil adalah …
A. 900 Hz
B. 990 Hz
C. 1.090 Hz
D. 1.140 Hz
E. 1.390 Hz

Penyelesaian soal / pembahasan

Soal ini dapat dijawab dengan langkah-langkah sebagai berikut:

→ fp =
v + vp
v + vs
. fs
→ fp =
340 m/s + 40 m/s
340 m/s + 10 m/s
. 1.050 Hz
→ fp =
380 m/s
350 Hz
. 1.050 Hz = 1.140 Hz

Soal ini jawabannya D.


Contoh soal 9

Dua buah mobil A dan B bergerak saling mendekat masing-masing berkecepatan 20 m/s dan 40 m/s. Mobil B kemudian membunyikan klakson dengan frekuensi 580 Hz, cepat rambat bunyi diudara 330 m/s, maka frekuensi yang didengar oleh supir mobil A sebelum berpapasan adalah …
A. 670 Hz
B. 700 Hz
C. 720 Hz
D. 760 Hz
E. 800 Hz

Penyelesaian soal / pembahasan

Efek Doppler
Pembahasan soal efek Doppler nomor 9

Jadi soal ini jawabannya B.


Contoh soal 10

Sebuah mobil ambulan dan sepeda motor saling mendekat. Mobil ambulan bergerak dengan kecepatan 80 m/s sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 780 Hz dan frekuensi ini didengar oleh pengendara motor sebesar 1080 Hz. Jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s, maka kecepatan sepeda motor adalah …
A. 80 m/s
B. 20 m/s
C. 18 m/s
D. 16 m/s
E. 12 m/s

Penyelesaian soal / pembahasan

Efek Doppler
Pembahasan soal efek Doppler nomor 10

Soal ini jawabannya B.

2 komentar pada “Contoh soal efek Doppler dan penyelesaiannya + pembahasan

  • Januari 11, 2020 pada 3:23 pm
    Permalink

    Min mau nanya soal no 2 fs nya kan di soal 600 kenapa pas dimasukin jadi 800?

    • Januari 11, 2020 pada 3:57 pm
      Permalink

      Frekuensi sirine harusnya 800 Hz. Trim koreksinya

Komentar ditutup.

You cannot copy content of this page