Contoh-contoh Soal Efek Doppler dan Pembahasannya Lengkap

Mempelajari Efek Doppler akan lebih mudah jika sambil mengerjakan soal. Berikut Mamikos siapkan contoh soal dan pembahasan lengkapnya.

16 Januari 2024 Lintang Filia

Contoh Soal Efek Doppler – Bagian 4

Soal 13

Meteor terdeteksi bergerak mendekati bumi dengan kecepatan $4 \times 10^6 \, \text{m/s}$ .

Soal 14

Sebuah kapal bergerak menjauhi pengamat dengan kecepatan $18 \, \text{m/s}$ .

Apabila frekuensi bunyi yang dihasilkan oleh kapal adalah $400 \, \text{Hz}$ dan kecepatan bunyi di air adalah $1500 \, \text{m/s}$ , berapa frekuensi yang didengar oleh pengamat?

Pembahasan:

$f' = \frac{f \cdot (v + v_o)}{(v + v_s)}$

$f' = \frac{400 \, \text{Hz} \cdot (1500 \, \text{m/s} + 0)}{1500 \, \text{m/s} - 18 \, \text{m/s}}$

$f' \approx 405.41 \, \text{Hz}$

Soal 15

Terlihat sebuah lampu berkedip dengan frekuensi $5 \, \text{Hz}$ pada suatu kendaraan yang bergerak menjauhi gedung dengan kecepatan $30 \, \text{m/s}$ .

Jika kecepatan cahaya adalah $3 \times 10^8 \, \text{m/s}$ , berapa frekuensi kedipan yang didengar?

Pembahasan:

$f' = f \cdot \left( \frac{v + v_o}{v} \right)$

$f' = 5 \, \text{Hz} \cdot \left( \frac{3 \times 10^8 \, \text{m/s} - 30 \, \text{m/s}}{3 \times 10^8 \, \text{m/s}} \right)$

$[f' \approx 4.9999999 \, \text{Hz}\]$

Soal 16

Pada sebuah bandara terdapat pesawat terbang yang melaju dengan kecepatan $250 \, \text{m/s}$ menuju bandara. Sumber suara di pesawat menghasilkan suara dengan frekuensi $800 \, \text{Hz}$ .

Jika kecepatan bunyi adalah $340 \, \text{m/s}$ , berapa frekuensi yang didengar oleh penumpang di bandara?

Pembahasan:

$f' = \frac{f \cdot (v + v_o)}{(v + v_s)}$

$f' = \frac{800 \, \text{Hz} \cdot (340 \, \text{m/s} + 250 \, \text{m/s})}{340 \, \text{m/s} + 0}$

$f' \approx 1094.12 \, \text{Hz}$

Sehingga, frekuensi yang didengar oleh penumpang di darat adalah sekitar $1094.12 \, \text{Hz}$.

Contoh Soal Efek Doppler – Bagian 5

Soal 17

Komet kecil terlihat bergerak menjauhi pegunungan dengan kecepatan $3 \times 10^6 \, \text{m/s}$ .

Panjang gelombang cahaya yang diterima oleh petugas pengamatan adalah $600 \, \text{nm}$ . Hitunglah panjang gelombang yang dimiliki oleh komet tersebut.

Pembahasan:

$\frac{\Delta \lambda}{\lambda} = \frac{v_s}{v}$

$\frac{\Delta \lambda}{600 \, \text{nm}} = \frac{3 \times 10^6 \, \text{m/s}}{3 \times 10^8 \, \text{m/s}}$

$\Delta \lambda \approx 6 \, \text{nm}$

Panjang gelombang yang dimiliki oleh komet tersebut adalah sekitar $594 \, \text{nm}$ .

Soal 18

Motor bergerak dengan kecepatan $40 \, \text{m/s}$ mendekati pejalan kaki yang berada di pinggir jalan.

Motor tersebut menghasilkan bunyi dengan frekuensi $600 \, \text{Hz}$ . Jika kecepatan bunyi adalah $343 \, \text{m/s}$ , hitunglah frekuensi yang didengar oleh pejalan kaki tersebut.

Pembahasan:

$f' = \frac{f \cdot (v + v_o)}{(v + v_s)}$

$f' = \frac{600 \, \text{Hz} \cdot (343 \, \text{m/s} + 40 \, \text{m/s})}{343 \, \text{m/s} + 0}$

$f' \approx 716.98 \, \text{Hz}$

Oleh karena itu, frekuensi yang didengar oleh pejalan kaki adalah $716.98 \, \text{Hz}$ .

Soal 19

Sebuah helikopter bergerak menuju seorang pengamat dengan kecepatan $20 \, \text{m/s}$ .

Frekuensi bunyi yang dihasilkan oleh helikopter adalah $400 \, \text{Hz}$ , dan kecepatan bunyi adalah $343 \, \text{m/s}$ . Berapa frekuensi yang didengar oleh pengamat?

Pembahasan:

$f' = \frac{f \cdot (v + v_o)}{(v + v_s)}$

$f' = \frac{400 \, \text{Hz} \cdot (343 \, \text{m/s} + 20 \, \text{m/s})}{343 \, \text{m/s} + 0}$