hello! here's rany

Fenomena perubahan frekuensi karena pengaruh gerak relatif antara sumber bunyi dan pendengar, untuk pertama kalinya diamati oleh Christian Doppler (1803-1853). Seorang Fisikawan berkebangsaan Austria.

1. Sumber Bunyi Bergerak dan Pengamat Diam

            Jika sumberbunyi diam terhadap pengamat yang juga diam, frekuensi yang terdengar oleh pengamat sama dengan frekuensi yang di pancarkan oleh sumber bunyi. Frekuensi yang terdengar oleh pengamat akan berbeda jika ada gerak relatif antara sumber bunyi dan pengamat.
            Untuk kasus sumber bunyi bergerak dan pengamat diam, frekuensi yang terdengar oleh pengamat dapat dirumuskan sebagai berikut.
fp= v/(v±vs ) fs ..................persamaan 3-1
Dengan
fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)
fp= frekuensi yang didengar oleh pengamat (Hz)
v = kecepatan bunyi di udara (pada umumnya , v sebesar 340 ms-1)
vs = kecepatan sumber bunyi (ms-1)
           Ketika menggunakan Persamaan (3-16), perlu diketahui tanda (+) dipakai pada saat sumber bunyi menjauhi pengamat,sedangkan tanda (-) pada saat sumber bunyi mendekati pengamat. Dalam kasus ini, pengamatnya diam, atau tidak bergerak.
Contoh soal:
          Bagus berdiri di tepi jalan. Dari kejauhan dating sebuah mobil ambulan bergerak mendekati bagus, kemudian lewat didepannya, lalu menjauhinya dengan kecepatan tetap 20 ms-1. Jika frekuensi sirine yang dipancarkan mobil ambulan 8.640 Hz, dan kecepatan gelombang bunyi di udara 340ms-1, tentukanlah frekuensi sirine yang didengarkan bagus pada saat :
Mobil ambulance mendekati bagus ; dan
Mobil ambulan menjauhi bagus
Jawab:
'
'Diketahui :
V=340 ms-1; vs= 20 ms^-1; dan fs = 8.640 Hz
a. Pada saat mobil ambulan mendekati Bagus.
fp= v/(v-vs ) fs -----------  fp= ((340 ms^-1)/(340 ms^-1- 20 ms^-1) 8.640 Hz = 9.180 Hz
'b. Pada saat mobil ambulan menjauhi Bagus.
'fp= v/(v+ vs ) fs ----------- fp= (340 ms^-1)/(340 ms^-1)+ 20 ms^-1 ) 8.640 Hz =  8.160 Hz
Pada saat mobil ambulan mendekati Bagus, frekuensi sirine yang terdengar 9.180 Hz. Akan tetapi, pada saat mobil ambulan menjauhi Bagus mendengar frekuensi sirine sebesar 8.160 Hz.

2. Sumber Bunyi Diam dan Pengamat Bergerak

      Jika pengamat bergerak dan sumber bunyi diam, frekuensi yang terdengar oleh pengamat berbeda dengan frekuensi yang dipancarkan sumber bunyi. Frekuensi yang terdengar tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut:
fp= [(v ± vp)/v] fp ................. Persamaan 3-2
     Pada persamaan diatas , tanda (+) dipakai pada saat pengamat p bergerak mendekati sumber bunyi s dan tanda (-) dipakai pada saat pengamat p bergerak menjauhi sumber bunyi s. Dalam kasus ini, sumber bunyi s diam,
atau tidak bergerak.
Contoh Soal:
     Deretan gerbong kereta api yang ditarik oleh sebuah lokomotif bergerak meninggalkan stasiun Tanjung Karang dengan kelajuan 36 km/jam. Ketika itu, seorang petugas di stasiun meniup peluit dengan frekuensi 1.700 Hz. Jika kecepatan perambatan gelombang bunyi di udara 340 ms-1, tentukanlah frekuensi bunyi peluit yang didengar oleh seorang pengamat didalam kereta api.
Jawab:
    Diketahui : vp = 36 Km/jam = 10ms-1 ; vs= 340 ms-1; fs = 1.700 Hz
   Jadi frekuensi peluit yang terdengar oleh pengamat dalam kereta api sebesar 1.650 Hz.

3. Sumber Bunyi dan Pengamat Bergerak

Dengan menggunakan persamaan 3-1 dan 3-2 , diperoleh:
Jika pengamat diam dan sumber bunyi diam , fp = fs;
Jika salah satu dari pengamat atau sumber bunyi mendekati , fp > fs;
Jika salah satu dari pengamat atau sumber bunyi menjauhi, fp < fs ;
Secara umum, persamaan Efek Doppler untuk sumber bunyi s dan pengamat p (keduanya bergerak) adalah

Dengan :
f = frekuensi yang didengar oleh pengamat s, +vp → fp > fs
fs = frekuensi dari sumber bunyi (Hz)
v = kecepatan gelombang bunyi di udara (ms-1)
vs= kecepatan gerak sumber bunyi (ms-1)
vp = kecepatan gerak pengamat (ms-1)


cara menentukan tanda (+) dan tanda ( - ) , adalah sebagai berikut:
Jika p bergerak mendekati s, +vp → fp > fs
Jika p bergerak menjauhi s, -vp → fp < fs
Jika s bergerak mendekati p, -vs → fp > fs
Jika s bergerak menjauhi p, +vs → fp < fs
Jika s dan p sama – sama diam, vs = 0 dan vp= 0 →fp = fs.

4. Aplikasi efek Doppler sebagai radar

Terjadinya Efek Doppler dapat diaplikasikan sebagai radar untuk menentukan kecepatan sebuah kendaraan di jalan raya.
Sebuah mobil polisi dilengkapi dengan pemancar dan penerima gelombang bunyi.

Gelombang bunyi dipancarkan dengan kecepatan v dan frekuensi fs menuju sebuah mobil penumpang yang bergerak dengan kecepatan vs. Setelah mengenai mobil penumpang, gelombang tersebut akan dipantulkan kembali ke arah mobil polisi, Detektor akan menerima pantulan gelombang tersebut dengan frekuensi fp sehingga dari peristiwa itu akan berlaku persamaan Efek Doppler,
fp= (v+vp)/(v-v ) fs
      Jika mobil polisi dalam keadaan diam, frekuensi yang diterima mobil penumpang , adalah:
fm= fs ((v+ vs)/v)
Kemudian gelombang dengan frekuensi fm dipantulkan oleh mobil penumpang dan diterima oleh sensor dimobil polisi sehingga berlaku persamaan :
fp= fm (v/(v- vs ))
fp= fs (v+ vs)/v)(v/( v-vs ))
fp= fs (v+ vs)/(v- vs ))
     Jika frekuensi sumber bunyi fs diketahui, frekuensi bunyi pantul fp, yang terdeteksi oleh polisi dapat dibaca detektor, serta kecepatan bunyi di udara v diketahui dengan mudah sehingga polisi dapat mengetahui kecepatan mobil penumpang tersebut (vs).

sumber: fisika