Frekuensi sirine yang didengar oleh pengendara sepeda motor adalah sebesar 1320 Hz. Simak penjelasan berikut!

Pembahasan

Christian Johann Doppler, seorang ahli fisika dan matematika asal Austria, berhasil menguraikan fenomena fisika yang kini dikenal dengan Efek Doppler. Efek Doppler adalah suatu gejala di mana saat sumber bunyi dan pendengar saling bergerak relatif, frekuensi bunyi yang terdengar oleh kedua belah pihak tidak sama.

Ketika sebuah sumber bunyi bergerak mendekati pengamat, frekuensi tampak meningkat. Fenomena ini dikenal sebagai blueshifting. Ketika sebuah sumber bunyi menjauh dari pengamat, frekuensi tampak menurun. Fenomena ini dikenal sebagai redshifting.

Secara matematis, efek Doppler dirumuskan sebagai berikut.

fp = [(v ± vp)/(v ± vs)] × fs

dengan

fp = frekuensi pendengar (Hz)

fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)

v = cepat rambat bunyi (m/s)

vp = kecepatan pendengar (m/s)

vs = kecepatan sumber bunyi (m/s)

dengan ketentuan

vp bertanda (+) jika mendekati sumber dan bertanda (-) jika menjauhi sumber.

vs = bertanda (-) jika mendekati sumber dan bertanda (+) jika menjauhi sumber.

Diketahui

Kecepatan pendengar vp = 54 km/jam

Kecepatan sumber bunyi vs = 72 km/jam

Frekuensi sumber bunyi fs = 1300 Hz

Kecepatan bunyi di udara v = 345 m/s

Ditanya

Frekuensi pendengar fp

Penyelesaian

Kita perhatikan lagi pada soal bahwa mobil polisi melaju dari arah belakang. Peristiwa seperti kejar-kejaran ini menunjukkan bahwa: sumber bunyi mendekati pendengarsedangkan pendengarbergerak menjauhi sumber bunyi.

vp bernilai (-) dan vs bernilai (-)

Rumus efek Doppler akan menjadi

fp = [(v - vp)/(v - vs)] × fs

Sebelum memasukkan nilai besaran dalam rumus tersebut, kita ubah satuan kecepatan dari km/jam ke m/s.

vp = 54 km/jam = 54 × 1000/3600 = 15 m/s

vs = 72 km/jam = 72 × 1000/3600 = 20 m/s

Frekuensi pendengar fp

= [(345 - 15)/(345 - 20)] × 1300

= [330/325] × 1300

= 330 × 4

= 1320 Hz

Kesimpulan

Jadi, frekuensi sirine yang didengar oleh pengendara sepeda motor adalah sebesar 1320 Hz.

Pelajari lebih lanjut

1. Contoh dan fungsi efek Doppler: yomemimo.com/tugas/12094714

2. Menentukan frekuensi sumber bunyi: yomemimo.com/tugas/3121001

3. Menentukan kecepatan sumber bunyi: yomemimo.com/tugas/6751608

Detail jawaban

Kelas: 11

Mapel: Fisika

Bab: Gelombang Bunyi

Kode: 11.6.9

Kata kunci: frekuensi, bunyi, gelombang, efek, Doppler, pendengar, mobil, polisi, pengendara, sirine