Pembahasan Soal Un Fisika Ihwal Pengaruh Doppler

.com - Efek Doppler. Pembahasan soal ujian nasional bidang studi fisika wacana imbas Doppler untuk tingkat menengah atas. Efek Doppler ialah salah subtopik dalam materi bunyi. Efek Doppler yakni imbas perubahan frekuensi suara yang terdengar tanggapan adanya kecepatan relatif antara sumber suara dengan pendengar. Dalam ujian nasional bidang studi fisika beberapa tahun sebelumnya setidaknya selalu ada satu soal wacana imbas Doppler dan biasanya letak dan posisinya setelah soal wacana taraf intensitas bunyi. Pada peluang ini, edutafsi akan mengulas beberapa soal terkena imbas Doppler sebagai citra terkena model soal ujian nasional diberikutnya.

Soal 1 : Menentukan Frekuensi yang Didengar Pendengar

Sebuah kendaraan beroda empat pemadam kebakaran sedang bergerak dengan laju 20 m/s sambil membunyikan sirine pada frekuensi 400 Hz (cepat rambat suara di udara 300 m/s). Jika kendaraan beroda empat pemadam kebakaran bergerak menjauhi seseorang yang sedang bangun di tepi jalan, maka orang tersebut akan mendengar sirine pada frekuensi ....
A. 725 Hz
B. 620 Hz
C. 600 Hz
D. 575 Hz
E. 375 Hz

Pembahasan :
Dik : vs = 20 m/s, fs = 400 Hz, v = 300 m/s, vp = 0
Dit : fp = .... ?

Efek Doppler pertanda terkena insiden berubahnya frekuensi suara yang terdengar oleh seorang pengamat tanggapan kecepatan relatif antara sumber suara dan pendengar. Frekeunsi suara yang didengar oleh pengamat sanggup saja lebih besar atau lebih kecil dari frekuensi suara sumbernya. Hal itu bergantung pada arah gerak sumber suara dan arah gerak pengamat.

Jika sumber suara dan pendengar relatif mendekat, maka frekuensi suara yang terdengar oleh pendengar akan lebih tinggi (fp > fs). Jika sumber suara dan pendengar relatif menjauh, maka frekuensi yang terdengar lebih rendah (fp < fs). Sedangkan jikalau sumber suara dan pendengar relatif diam, maka frekuensi suara yang terdengar akan relatif sama (fp = fs).

Hubungan antara frekuensi sumber dan frekunsi yang didengar oleh pengamat secara matematis sanggup ditetapkan melalui persamaan diberikut:

fp = v ± vp  . fs v ± vs

Keterangan :
fp = rekuensi suara yang didengar oleh pengamat (Hz)
fs = frekuensi suara dari sumber suara (Hz)
vp = kecepatan pengamat atau pendengar (m/s)
vs = kecepatan gerak sumber suara (m/s).
v = cepat rambat suara di udara (m/s).

Penggunaan tanda (±) :
1). Untuk vp : (+) jikalau pendengar mendekat sumber, (-) jikalau pengamat menjauhi sumber.
2). Untuk vs : (+) jikalau sumber menjauhi pengamat, (-) jikalau sumber mendekati pengamat.

Pada soal disebutkan bahwa pengamat bangun di pinggir jalan (vp = 0), sedangkan sumber suara bergerak menjauhi pengamat (vs bertanda positif). melaluiataubersamaini demikian, persamaan yang dipakai yakni :
⇒ fp = (v + vp)/(v + vs) . fs
⇒ fp = (300 + 0)/(300 + 20) . 400
⇒ fp = 300/320 . 400
⇒ fp = 375 Hz

Penyelesaian ringkas :
⇒ fp = v/(v + vs) . fs
⇒ fp = 300/(300 + 20) . 400
⇒ fp = 375 Hz

Jadi, frekuensi yang didengar oleh pengamat yakni 375 Hz. Perhatikan bahwa frekuensinya menjadi lebih kecil daripada frekuensi sumber bunyi. Itu alasannya yakni sumber suara bergerak menjauhi pendengar. Karena sumber suara menjauh tentu bunyinya menjadi lebih lemah.

Jawaban : E

Soal 2 : Menentukan Frekuensi Peluit jikalau Pendengar Diam

Seorang siswa berada di dalam kereta api A yang berhenti. Sebuah kerata api B bergerak mendekati kereta A dengan kecepatan 2 m/s sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 676 Hz. Jika cepat rambat suara di udara 340 m/s, maka frekuensi suara peluit yang didengar oleh siswa tersebut yakni ....
A. 680 Hz
B. 676 Hz
C. 660 Hz
D. 656 Hz
E. 640 Hz

Pembahasan :
Dik : vp = 0, vs = 2 m/s, fs = 676 Hz, v = 340 m/s
Dit : fp = .... ?

Siswa berada di kereta A yang diam, itu artinya pengamat dalam kondisi membisu (vp = 0). Sedangkan kereta B sebagai sumber suara bergerak mendekati kereta A itu artinya sumber bergerak mendekati pengamat (Karena mendekati pengamat, maka vs bertanda negatif). melaluiataubersamaini demikian berlaku persamaan :
⇒ fp = (v + vp)/(v - vs) . fs
⇒ fp = (340 + 0)/(340 - 2) .676
⇒ fp = 340/338 . 676
⇒ fp = 680 Hz

Penyelesaian ringkas :
⇒ fp = v/(v - vs) . fs
⇒ fp = 340/(340 - 2) . 676
⇒ fp = 680 Hz

Jadi, frekuensi yang didengar oleh siswa tersebut yakni 680 Hz. Perhatikan bahwa frekuensi yang didengar lebih besar dari frekuensi sumber. Itu alasannya yakni sumber suara bergerak mendekati pengamat maka tentu bunyinya semakin kuat.

Jawaban : A

Soal 3 : Konsep Dasar dan Persamaan Efek Doppler

Seorang pemain sepakbola berlari dengan kecepatan v_p menuju wasit yang membisu sambil membunyikan peluit pada frekuensi fs. Jika kecepatan rambat suara di udara pada daerah itu v, maka besar frekuensi peluit yang didengar oleh pemain tersebut yakni ....
A. f_p = (v + v_p)/v . fs
B. f_p = (v - v_p)/v . fs
C. f_p = (v + v_s)/v . fs
D. f_p = (v - v_s)/v . fs
E. f_p = v/(v + v_s) . fs

Pembahasan :
Karena wasit atau sumber suara dalam keadan membisu (vs = 0) dan pemain sepakbola bergerak mendekati wasit (vp bertanda positif), maka berlaku:
⇒ fp = (v + vp)/(v + vs) . fs
⇒ fp = (v + vp)/(v + 0) . fs
⇒ fp = (v + vp)/v . fs

Jawaban : A

Soal 4 : Menentukan Frekuensi Bunyi yang Didengar Pengamat

Sebuah sumber suara dengan frekuensi 640 Hz bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 20 m/s. Jika cepat rambat suara di udara sebesar 340 m/s dan pengamat bergerak menjauhi searah sumber suara dengan kecepatan 10 m/s, maka frekuensi suara yang didengar oleh pengamat yakni ....
A. 1.300 Hz
B. 980 Hz
C. 900 Hz
D. 660 Hz
E. 600 Hz

Pembahasan :
Dik : fs = 640 Hz, vs = 20 m/s, v = 340 m/s, vp = 10 m/s
Dit : fp = ... ?

Sumber suara bergerak mendekati pengamat (vs bertanda negatif), tapi pengamat bergerak menjauhi sumber suara (vp juga negatif). Maka berlaku:
⇒ fp = (v − vp)/(v − vs) . fs
⇒ fp = (340 − 10)/(340 − 20) .640
⇒ fp = 330/320 . 640
⇒ fp = 660 Hz.

Jawaban : D

Soal 5 :  Frekuensi yang Didengar oleh Pengamat Bergerak

Dua buah kendaraan beroda empat A dan B bergerak saling mendekati dengan kecepatan masing-masing 20 m/s dan 40 m/s. Mobil B membunyikan klakson dengan frekuensi 580 Hz. Jika cepat rambat suara di udara 330 m/s, maka frekuensi suara yang didengar oleh sopir A sebelum berpapasan yakni ....
A. 800 Hz
B. 760 Hz
C. 720 Hz
D. 700 Hz
E. 670 Hz

Pembahasan :
Dik : vp = 20 m/s, vs = 40 m/s, fs = 580 Hz, v = 330 m/s
Dit : fp = .... ?

Dalam hal ini, sopir kendaraan beroda empat A bertindak sebagai pengamat dan kendaraan beroda empat B bertindak sebagai sumber bunyi. Mobil A mendekati kendaraan beroda empat B, maka pengamat mendekati sumber (vp bertanda positif). Mobil B juga bergerak mendekati kendaraan beroda empat A, itu artinya sumber juga mendekati pengamat (vs bertanda negatif)
⇒ fp = (v + vp)/(v - vs) . fs
⇒ fp = (330 + 20)/(330 - 40) . 580
⇒ fp = 350/290 . 580
⇒ fp = 700 Hz

Jadi, frekuensi suara yang didengar supir A yakni 700 Hz. Perhatikan bahwa frekuensinya jadi lebih besar dari frekunsi sumber. Hal itu alasannya yakni sumber dan pengamat sama-sama mendekat. Karena saling mendekat tentu bunyinya akan semakin kuat.

Demikianlah pembahasan beberapan soal ujian nasional bidang studi fisika wacana imbas Doppler. Jika pembahasan soal imbas Doppler ini bermanfaa, menolong kami membagikannya kepada kawan-kawan anda melalui tombol share di bawah ini. Terimakasih.