Efek Doppler

Efek Doppler yakni pergantian frekuensi atau panjang gelombang suatu gelombang pada seorang peserta yg sedang bergerak relatif kepada sumber gelombang. Efek Doppler dinamakan berdasarkan seorang ilmuwan Austria, Christian Doppler, yg pertama kali menerangkan fenomena tersebut pada tahun 1842. Efek Doppler dapat ditemukan pada segala macam gelombang, mirip gelombang air, gelombang suara, gelombang cahaya, & lain-lain.

Bahasan kali ini yaitu fenomena Efek Doppler yg terjadi pada gelombang bunyi, pendengar merupakan penerima gelombang.

Jika kita (pendengar) sedang membisu & mendengar suara dr sumber bunyi yg pula membisu, maka bunyi yg kita dengar akan memiliki frekuensi yg sama dgn sumber bunyi. Namun, Efek Doppler akan terjadi dikala sumber suara bergerak terhadap pendengar ataupun sebaliknya. Contohnya adalah tatkala kita mendengar mobil bersirine yg sedang melaju ke arah kita, maka kita akan mendengar bunyi sirine yg makin meninggi (pitch atau frekuansi suara semakin tinggi); kemudian ketika kendaraan beroda empat tersebut sudah melewati kita & kian menjauh, bunyi sirine akan kian mengecil (pitch semakin rendah). Inilah fenomena Efek Doppler, yakni pergeseran frekuensi suara yg dihasilkan oleh sumber suara yg bergerak.

Rumus Efek Doppler

Efek Doppler mampu dirumuskan dengan:

dimana:

f_p ialah frekuensi yg didengar oleh pendengar (Hz)

f_s ialah frekuensi yg dikeluarkan oleh sumber suara (Hz)

v yakni kecepatan bunyi di udara (m/s)

v_p ialah kecepatan pendengar -kalau bergerak- (m/s)

v_s adalah kecepatan sumber suara -bila bergerak- (m/s)

Perhatikan rumus diatas, tanda ± di atas dapat mempunyai arti + (aktual) ataupun – (negatif) tergantung kondisi si pendengar & pula sumber bunyi. Berikut ini perjanjian perihal pemakaian tanda plus & minus tersebut:

• v_p bernilai + (kasatmata) jika si pendengar mendekati sumber suara, & bernilai – (negatif) bila menjauhi sumber suara
• v_s bernilai + (nyata) jikalau sumber suara menjauhi pendengar, & bernilai – (negatif) jika mendekati pendengar

Aplikasi Efek Doppler

Sirene – Suara yg dikeluarkan sirene pada kendaraan beroda empat ambulans, polisi, ataupun pemadam kebakaran dirancang untuk memanfaatkan efek Doppler semaksimal mungkin sehingga pendengar akan semakin waspada terhadap mobil-kendaraan beroda empat tersebut saat bergerak mendekati pendengar.

Radar – Efek Doppler dipakai pada aplikasi berbagai jenis radar untuk mengukur kecepatan objek yg diperhatikan. Dengan mengukur perubahan frekuensi yg diterima, maka kita mampu mengukur kecepatan objek tersebut.

Kesehatan – Echocardiogram merupakan perangkat kesehatan yg menggunakan fenomena efek Doppler untuk mengukur kecepatan ajaran darah & karakteristik jaringan tissue dengan-cara akurat. Alat ini pula dapat menghasilkan gambar jantung & fatwa-pemikiran darah dgn menggunakan bunyi ultrasonik Doppler 2 dimensi & 3 dimensi.

Industri – Terdapat beberapa instrumen yg dipakai insinyur untuk mengetahui kecepatan fatwa fluida di dlm pipa ataupun fatwa eksternal seperti Laser Doppler velocimeter (LDV), accoustic Doppler velocimeter (ADV), & Ultrasonic Doppler velocimetry (UDV) yg memakai prinsip imbas Doppler. LDV mampu pula dipakai untuk mengukur getaran tanpa kontak langsung dgn permukaan yg akan diukur.

Komunikasi – Satelit komunikasi yg mengorbit bumi setiap ketika dapat mengalami fenomena imbas Doppler akhir pergantian ketinggian permukaan bumi yg dilewati. Maka, dibutuhkan sebuah kompensasi Doppler Dinamik biar satelit mampu mendapatkan sinyal dgn frekuensi yg konstant.

Astronomi – Fenomena Efek Doppler terjadi di luar angkasa. Perubahan frekuensi gelombang elektromagnetik dihasilkan dr bintang-bintang yg bergerak di galaksi kita & di luar galaksi. Efek Doppler digunakan untuk mencari isu mengenai karakteristik bintang-bintang tersebut & galaksi-galaksi.

Contoh Soal Efek Doppler & Pembahasan

Contoh Soal 1

Sebuah kendaraan beroda empat polisi dgn sirine menyala yg berfrekuensi 940 Hz bergerak dgn kecepatan 90 km/jam mendekati seseorang yg sedang bangkit di pinggir jalan. Jika kecepatan suara di udara sebesar 340 m/s, berapa frekuensi bunyi sirine yg didengar oleh orang tersebut?

Pembahasan:

Diketahui bahwa v_s = 90 km/jam = 25 m/s.

Karena sumber bunyi mendekati pendengar, maka v_s (-)

Karena pendengar dlm kondisi membisu, maka v_p = 0.

Sehingga:

Contoh Soal 2

Sebuah mobil polisi dgn sirine menyala yg berfrekuensi 940 Hz bergerak dgn kecepatan 90 km/jam mengejar seorang pelaku kriminal yg sedang melaju menjauh dr polisi dgn kecepatan 72 km/jam. Jika kecepatan rambat suara di udara sebesar 340 m/s, berapa frekuensi bunyi sirine yg didengar oleh pelaku tersebut?

Pembahasan:

Diketahui bahwa v_s = 90 km/jam = 25 m/s.

Karena sumber bunyi mendekati pendengar, maka v_s (-)

Diketahui bahwa v_p = 72 km/jam = 20 m/s.

Karena pendengar menjauhi sumber suara, maka v_p (-)

Sehingga:

Kontributor: Ibadurrahman, S.T.

Mahasiswa S2 Teknik Mesin FT UI

Materi Sosiologiku.com yang lain:

1. Gerak Parabola
2. Listrik Statis
3. Dioda