FISIKA

Efek Doppler dan Pelayangan Bunyi

Kelompok Faraday

Balqis FionaJeremy M T

Nousseva RennaRian Natanael

XII –MIA 5

Kata Pengantar

Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, Kami panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kami, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah fisika ini.

    Makalah fisika ini telah kami susun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu kami menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu di makalah ini.        Terlepas dari semua itu, Kami menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu, kami menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar kami dapat memperbaiki dari makalah fisika ini.        Akhir kata kami berharap semoga makalah fisika tentang efek Doppler dan pelayangan bunyi untuk masyarakat ini dapat memberikan manfaat maupun inpirasi terhadap pembaca.

                                                                                      Jakarta,  Agustus 2015                                                                                             

     Penyusun

Apa itu efek  doppler? Fenomena efek doppler merupakan peristiwa terjadinya perbedaan frekuensi yang di dengar atau ditangkap pengamat dengan frekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi yang bergerak. Untuk tambahan pengetahuan sobat, Efek doppler pertama kali diamati oleh fisikawan bernamaChristian Doppler. Doppler adalah seorang fisikawan asal Australia yang sempat mengalami kelemahan fisik di masa mudanya.  Ia mengamati ketika sumber bunyi bergerak akan terjadi perubahan frekuensi relatif  bunyi yang di dengar oleh pengamat. Misalnya, sebuah mobil pemadam kebakaran dengan sirine berbunyi mendekati sobat (pengamat), maka frekuensi bunyi sirine yang sobat dengar akan lebih tinggi dari frekuensi yang dipancarkan oleh sirine pemadam kebakaran. Selama mendekati pengamat maka frekuensi yang didengar pengamat akan lebih tinggi dan sebaliknya, ketika sumber bunyi menjauhi pengamat maka frekuensi yang di dengar pengamat akan lebih rendah dari frekuensi aslinya. Itulah gambaran inti dari bunyi efek doppler.

Apa Penyebab Terjadi Perbedaan Frekuensi?Pada efek doppler, ketika sumber bunyi mendekat, berarti masing-masing puncak gelombang yang dipancarkan akan menempuh jarak yang semakin dekat dengan pengamat. Misal gelombang 1 menempuh 100 m, maka gelombang 2 akan menempuh jarak kurang dari 100 m untuk sampai ke pengamat. Oleh karena itu selang waktu kedatangan gelombang satu dengan gelombang berikutnya akan semakin pendek dan panjang gelombanpun (λ) akan semaki kecil. Inilah yang menyebabkan peningkatan frekuensi yang didengar menjadi lebih tinggi. Berlaku juga sebaliknya, ketika sumber bunyi bergerak setiap gelombang secara berurutan akan menempuh jarak yang lebih jauh, selang waktu kedatangan gelombang akan semakin besar, panjang gelombang semakin besar (λ) sehingga frekuensi menjadi lebih rendah.

Efek Dollpler

Coba sobat amati peristiwa efek doppler berikut

Sobat masih ingat mengenai rumus frekuensi?

v = λ.ff = v/λdengan v (kecepatan bunyi) yang tetap, maka semakin kecil panjang gelombang (λ) maka akan semakin besar frekuensi dan sebaliknya frekuensi akan semakin kecil jika λ semakin besar.Rumus Efek Doppler

fv vv v

fpp

ss

Keterangan :v - kecepatan bunyi di udara - m/svp - kecepatan gerakan pendengar - m/svs - kecepatan gerakan sumber bunyi - m/sfp - frekuensi yang masuk telinga pendengar - Hzfs - frekuensi sumber bunyi - Hz

untuk lebih mudah mengingat +/- pada rumus efek doppler, coba lihat dari rumusnya, Vs ada di bawah, yang berarti perbandingan terbalik maka semakin mendekati sumber berarti nilai dibawah harusnya semakin kecil jadi 340 harusnya dikurangi, sehingga tanda Vs (-). Ini berlaku juga sebaliknya.

Contoh soal Efek Doppler

1. Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 1000 Hz mendekati seorang pendengar yang menjauhi sumber bunyi tersebut. Jika sumber bunyi mendekati dengan kecepatan 30 m/s dan pendengar menjauh dengan kecepatan 20 m/s. Berapa frekuensi yang di dengar oleh pendengar? Dik :

S mendekati P : - vsS menjauhi P : + vsS diam : vs = 0P mendekati S : + vpP menjauhi S : - vpDiam : vp = 0

frekuensi sumber (fs) = 1000 Hzkecepatan sumber Vs = -30 m/skecepatan pengamat Vp = -20 m/s

2. Ani berdiri di tepi jalan. Dari kejauhan datang sebuah mobil ambulan bergerak mendekati Ani, kemudian lewat di depannya, 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 Ani pada saat :  a. Mobil ambulance mendekati Ani b. Mobil ambulan menjauhi Ani.

Diketahui : v=340 ms-1; vs= 20 ms-1; dan fs = 8.640 Hz a. Pada saat mobil ambulan mendekati Ani.

= 9.180 Hz

b. Pada saat mobil ambulan menjauhi Ani.

= 8.160 Hz

Saat mobil ambulan mendekati Ani, frekuensi yang terdengar 9.180 Hz. Saat mobil ambulan menjauhi Ani, frekuensi yang terdengar 8.160 Hz.

3. Sebuah kereta api bergerak meninggalkan stasiun dengan kelajuan 36 km/jam. Saat itu, Seorang petugas meniup peluit dengan frekuensi 1.700 Hz. Jika kecepatan perambatan gelombang bunyi di udara 340 ms-1, tentukan frekuensi bunyi peluit yang didengar pengamat di dalam kereta api. Diketahui : vp= 36 Km/jam = 10ms-1 ; vs= 340 ms-1 ; fs=1.700 Hz

=1.650Hz

Jadi, frekuensi peluit yang terdengar oleh pengamat dalam kereta api sebesar 1.650 Hz.

Layangan bunyi atau pelayangan bunyi adalah terjadinya pengerasan bunyi dan pelemahan bunyi tersebut adalah efek dari interferensi gelombang bunyi. Bunyi termasuk sebagai gelombang dan sebagai salah satu sifat gelombang yaitu dapat berinterferensi, demikian juga pada bunyi juga mengalami interferensi. Peristiwa interferensi dapat terjadi bila dua buah gelombang bunyi memiliki frekuensi yang sama atau berbeda sedikit dan berada dalam satu ruang dengan arah yang berlawanan. Interferensi semacam ini sering disebut interferensi ruang. Interferensi dapat juga terjadi jika dua gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi sama atau berbeda sedikit yang merambat dalam arah yang sama, interferensi yang terjadi disebut interferensi waktu.

Layangan Bunyi Atau Pelayangan BunyiPelayangan adalah peristiwa perubahan frekuensi bunyi yang berubah

ubah dengan tajam karena ada dua sumber bunyi dengan perbedaan frekuensi yang kecil. Berarti pelayangan terjadi jika perbedaan frekuensi kedua sumbernya kecil.Pelayangan (beats) merupakan fenomena yang menerapkan prinsip interferensi gelombang. Pelayangan akan terjadi jika dua sumber bunyi menghasilkan frekuensi gelombang yang mempunyai beda frekuensi yang kecil. Kedua gelombang bunyi akan saling berinterferensi dan tingkat suara pada posisi tertentu naik dan turun secara bergantian. Peristiwa menurun atau meningkatnya kenyaringan secara berkala yang terdengar ketika dua nada dengan frekuensi yang sedikit berbeda dibunyikan pada saat yang bersamaan disebut pelayangan. Gelombang akan saling memperkuat dan memperlemah satu sama lain bergerak di dalam atau di luar dari fasenya.

Pelayanga

n Buny

i

Bentuk Gelombang Layangan Bunyi Atau Pelayangan Bunyi

Fenomena pelayangan terjadi sebagai akibat superposisi dua gelombang bungi dengan beda frekuensi yang kecil

Gambar (a) menunjukkan pergeseran yang dihasilkan sebuah titik di dalam ruang di mana rambatan gelombang terjadi, dengan dua gelombang secara terpisah sebagai sebuah fungsi dari waktu. Kita anggap kedua gelombang tersebut mempunyai amplitudo sama. Pada gambar (b) menunjukkan resultan getaran di titik tersebut sebagai fungsi dari waktu.

Dalam peristiwa interferensi gelombang bunyi yang berasal dari dua sumber bunyi yang memiliki frekuensi yang berbeda sedikit, misalnya frekuensinya f1 dan f2, maka akibat dari interferensi gelombang bunyi tersebut akan kita dengar bunyi keras dan lemah yang berulang secara periodik.

Terjadinya pengerasan bunyi dan pelemahan bunyi tersebut adalah efek dari interferensi gelombang bunyi yang disebut dengan istilah layangan bunyi atau pelayangan bunyi. Kuat dan lemahnya bunyi yang terdengar tergantung pada besar kecil amplitudo gelombang bunyi. Demikian juga kuat dan lemahnya pelayangan bunyi bergantung pada amplitudo gelombang bunyi yang berinterferensi.

Banyaknya pelemahan dan penguatan bunyi yang terjadi dalam satu detik disebut frekuensi layangan bunyi yang besarnya sama dengan selisih antara dua gelombang bunyi yang berinterferensi tersebut. Besarnya frekuensi layangan bunyi dapat dinyatakan dalam persamaan :

fn = N = | f1 – f2 |dengan :

N = banyaknya layangan bunyi tiap detiknyaf1 dan f2 = frekuensi gelombang bunyi yang berinterferensifn = frekuensi layangan bunyi

Contoh soal :

1. Sebuah sirine pada mobil pemadam kebakaran dengan frekuensi 2000 Hz mendekati seseorang yang memancarkan bunyi dengan frekuensi yang sama. Bergerak mendekati mobil pemadam kebakaaran (saling mendekati). Jika pemadam kebakaran mendekat dengan kecepatan 30 m/s dan pendengar mendekat dengan kecepatan 20 m/a, Maka pelayangan bunyi yang di dengar oleh pendengar adalah?Pembahasan Gunakan efek doppler :                                                                

2. Pipa organa A menghasilkan frekuensi f A = 1005 Hz, pipa organa B menghasilkan frekuensi f B = 1000 Hz dan pipa organa C menghasilkan frekuensi f C = 500 Hz. Pipa organa mana yang saat dibunyikan bersama-sama dapat menimbulkan pelayangan? Berapakah frekuensi pelayangannya? PenyelesaianfA = 1005 HzfB = 1000 HzfC = 500 Hz Terjadi pelayangan jika beda frekuensinya kecil berarti yang dapat menghasilkan pelayangan adalah pipa organa A dan pipa organa B. Δf =| f1 – f2 | =| 1005 – 1000 |

= 5 Hz