Eksplanasi Fisika: Efek Doppler

Penyelesaian sistematis dengan notasi standar ilmiah.

KASUS 01

Sumber Mendekati Pengamat

Sebuah mobil ambulans bergerak mendekati seorang pengamat yang diam dengan kecepatan $v_s = 20\text{ m/s}$ sambil membunyikan sirine berfrekuensi $f_s = 720\text{ Hz}$. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah $v = 340\text{ m/s}$, berapakah frekuensi yang didengar oleh pengamat ($f_p$)?

Besaran Diketahui:

  • Kec. Sumber ($v_s$) 20 m/s (-)
  • Kec. Pengamat ($v_p$) 0 m/s
  • Kec. Bunyi ($v$) 340 m/s
  • Freq. Asli ($f_s$) 720 Hz

Proses Kalkulasi

1. Rumus Umum

$$f_p = \left( \frac{v \pm v_p}{v \mp v_s} \right) \cdot f_s$$

2. Substitusi Data

$$f_p = \left( \frac{340 + 0}{340 - 20} \right) \cdot 720$$

3. Hasil Akhir

$$f_p = \frac{340}{320} \times 720 = 765\text{ Hz}$$

Jawaban Akhir

$765\text{ Hz}$

Frekuensi meningkat karena sumber mendekat.

KASUS 02

Pengamat Menjauhi Sumber

Seorang pendengar bergerak menjauhi sumber bunyi yang diam ($f_s = 1000\text{ Hz}$) dengan kecepatan $v_p = 10\text{ m/s}$. Jika cepat rambat bunyi $v = 340\text{ m/s}$, berapakah frekuensi yang didengar ($f_p$)?

Besaran Diketahui:

  • Kec. Pengamat ($v_p$) 10 m/s (-)
  • Kec. Sumber ($v_s$) 0 m/s
  • Freq. Asli ($f_s$) 1000 Hz

Proses Kalkulasi

$$f_p = \left( \frac{v - v_p}{v} \right) \cdot f_s$$ $$f_p = \left( \frac{340 - 10}{340} \right) \cdot 1000$$ $$f_p = \frac{330}{340} \times 1000 \approx 970,58 \approx 970,6\text{ Hz}$$

Jawaban Akhir

$970,6\text{ Hz}$
KASUS 03

Keduanya Saling Mendekat

Kereta A ($v_s = 30\text{ m/s}$) dan Kereta B ($v_p = 20\text{ m/s}$) bergerak saling mendekat. Masinis Kereta A membunyikan peluit $f_s = 640\text{ Hz}$. Berapakah frekuensi yang didengar oleh masinis Kereta B ($f_p$) jika $v = 340\text{ m/s}$?

Besaran Diketahui:

  • Kec. Sumber ($v_s$) 30 m/s (-)
  • Kec. Pengamat ($v_p$) 20 m/s (+)
  • Freq. Asli ($f_s$) 640 Hz

Proses Kalkulasi

$$f_p = \left( \frac{v + v_p}{v - v_s} \right) \cdot f_s$$ $$f_p = \left( \frac{340 + 20}{340 - 30} \right) \cdot 640$$ $$f_p = \frac{360}{310} \times 640 \approx 743,22 \approx 743,2\text{ Hz}$$

Jawaban Akhir

$743,2\text{ Hz}$