Seorang pemain sepak bola berlari dengan kecepatan vp menuju wasit yang diam sambil membunyikan peluit yg frekuemsinya fs jika kecepatan udara ditempat tersebut

Kelas: XII
Mata Pelajaran: Fisika 
Materi: Gelombang Bunyi

Kata Kunci: Efek Doppler

Jawaban pendek:

Seorang pemain sepak bola berlari dengan kecepatan vp menuju wasit yang diam sambil membunyikan peluit yg frekuensinya fs. Jika kecepatan udara ditempat tersebut v maka besar frekuensi yang didengar pemain tersebut dirumuskan:

fp = fs (v+vp) / v

Jawaban panjang:

Pada situasi ini terjadi Efek Doppler. Efek Doppler adalah perubahan dan penurunan frekuensi gelombang bunyi yang terjadi bila pendengar bergerak, baik menjauhi ataupun mendekati sumber bunyi.

Efek Doppler secara umum menyebabkan frekuensi yang didengar menjadi:

fp = fs (v±vp) / (v±vs)

dimana:

fp = frekuensi yang didengar (dalam satuan Hz)

fs = frekuensi dari sumber bunyi (dalam satuan Hz)

v = kecepatan bunyi di udara (dalam satuan m/s)

vp = kecepatan gerak pendengar (dalam satuan m/s)

vs = kecepatan sumber bunyi (dalam satuan m/s)

Tanda kecepatan vp akan bertanda positif (+) jika penerima bergerak menuju sumber bunyi, sehingga nilai frekuensi fs juga akan meningkat. Ini membuat bunyi terdengar lebih keras bila penerima bergerak menuju sumber bunyi.

Sebaliknya kecepatan vp akan bertanda negatif (-) jika penerima bergerak menjauhi sumber bunyi, sehingga nilai frekuensi fs juga akan menurun. Ini membuat bunyi terdengar lebih lemah bila penerima bergerak menjauhi sumber bunyi.

Pada soal ini, bunyi adalah suara peluit wasit. Pendengar adalah pemain yang bergerak dengan kecepatan vp, dan tandanya adalah positif (+) karena mendekati sumber bunyi. Kecepatan sumber bunyi vs adalah 0karena wasit diam.

Sehingga persamaan frekuensi peluit wasit yang didengar pemain adalah:

fp = fs (v+vp) / (v+0)

fp = fs (v+vp) / v