Fisika SMAMA XII
38
Sebagai contoh sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan frekuensi
f
s
dan bergerak dengan kecepatan
v
s
dan pendengar bergerak dengan kecepatan
v
p
dan kecepatan rambat gelombang bunyi adalah
v maka frekuensi bunyi yang diterima oleh pendengar apabila terjadi gerakan relatif antara
sumber bunyi dengan pendengar dapat dirumuskan :
.... 1.21 dengan :
f
p
= frekuensi bunyi yang diterima pendengar Hz f
s
= frekuensi sumber bunyi Hz v
= cepat rambat bunyi di udara ms
1
v
p
= kecepatan pendengar ms
1
v
s
= kecepatan sumber bunyi ms
1
Aturan penulisan kecepatan :
z
v
p
berharga positif jika pendengar bergerak mendekati sumber bunyi dan sebaliknya
v
p
berharga negatif jika pendengar bergerak menjauhi sumber bunyi.
z
v
s
berharga positif jika sumber bunyi menjauhi pendengar dan sebaliknya berharga negatif jika sumber bunyi bergerak mendekati
pendengar.
Sebuah mobil patroli polisi bergerak dengan kelajuan 72 kmjam sambil membunyikan sirine yang mempunyai frekuensi 800 Hz. Tentukan
berapa frekuensi bunyi sirine yang diterima oleh seseorang yang diam di pinggir jalan pada saat mobil tersebut bergerak mendekatinya Apabila
diketahui cepat rambat gelombang bunyi di udara 340 ms. Penyelesaian:
Diketahui :
v
s
= 72 kmjam = 20 ms f
s
= 800 Hz v
p
= 0 v
= 340 ms Ditanyakan : f
p
= ?
Contoh Soal
39
Fisika SMAMA XII
Jawab : f
p
= =
= 850 Hz Jadi, frekuensi bunyi sirine yang diterima pendengar adalah 850 Hz.
Soal Latihan :
1. Sebuah mobil ambulan bergerak dengan kelajuan
54 kmjam sambil membunyikan sirine yang memiliki frekuensi 1000 Hz, berpapasan dengan seorang
pengendara sepeda motor yang bergerak dalam arah berlawanan dengan kelajuan 36 kmjam. Apabila cepat
rambat bunyi di udara saat itu 340 ms tentukan berapa frekuensi bunyi sirine yang diterima pengendara sepeda
motor pada saat a saling mendekati dan b saling menjauhi
2. Seorang pilot pesawat terbang bergerak mendekati
bandara. Apabila pilot tersebut mendengar bunyi sirine yang dipancarkan oleh menara pengawas dengan
frekuensi 2000 Hz, dan cepat rambat gelombang bunyi di udara 340 ms, frekuensi sumber bunyi sirine
1700 Hz. Berapa kmjam kelajuan pesawat tersebut?
5. Mengukur Cepat Rambat Bunyi
Bagaimana cara mengukur cepat rambat gelombang bunyi di udara? Mengukur cepat rambat gelombang bunyi dapat
dilakukan dengan metode resonansi pada tabung resonator kolom udara. Pengukuran menggunakan peralatan yang
terdiri atas tabung kaca yang panjangnya 1 meter, sebuah slang karetplastik, jerigen tempat air dan garputala seperti terlihat
dalam Gambar 1.20.
Bagaimana prinsip kerja alat ini? Mula-mula diatur sedemikian, permukaan air tepat memenuhi pipa dengan jalan
menurunkan jerigen. Sebuah garputala digetarkan dengan cara dipukul menggunakan pemukul dari karet dan diletakkan di
atas bibir tabung kaca, tetapi tidak menyentuh bibir tabung dan secara perlahan-lahan tempat air kita turunkan. Lama-
kelamaan akan terdengar bunyi yang makin lama makin keras dan akhirnya terdengar paling keras yang pertama. Jika jerigen
Fisika SMAMA XII
40
terus kita turunkan perlahan-lahan dengan garputala masih bergetar dengan jalan setiap berhenti dipukul lagi, maka
bunyi akan melemah dan tak terdengar, tetapi semakin lama akan terdengar makin keras kembali.
Apa yang menyebabkan terdengar bunyi keras tersebut?
Gelombang yang dihasilkan garpu- tala tersebut merambat pada kolom
udara dalam tabung dan mengenai permukaan air dalam tabung, kemudian
dipantulkan kembali ke atas. Kedua gelombang ini akan saling berinter-
ferensi. Apabila kedua gelombang bertemu pada fase yang sama akan
terjadi interferensi yang saling mem- perkuat, sehingga pada saat itu pada
kolom udara timbul gelombang stasioner dan frekuensi getaran udara sama
dengan frekuensi garputala. Peristiwa inilah yang disebut
resonansi. Sebagai akibat resonansi inilah terdengar bunyi
yang keras. Resonansi pertama terjadi jika panjang kolom udara sebesar
λ, peristiwa resonansi kedua terjadi jika
panjang kolom udara λ, ketiga jika λ
dan seterusnya. Dengan mengukur panjang kolom udara saat terjadi
resonansi, maka panjang gelombang bunyi dapat dihitung. Oleh karena itu,
cepat rambat gelombang bunyi dapat dicari dengan persamaan :
v = f × λ .... 1.22
dengan : v = cepat rambat gelombang bunyi ms
f = frekuensi garputala Hz λ = panjang gelombang bunyi m
Resonansi I jika :
L
1
= λ atau
λ = 4 L
1
Resonansi II jika :
L
2
= λ atau
λ = L
2
Resonansi ke III jika :
L
3
= λ atau
λ = L
3
Atau λ dapat dicari dengan
λ = 2 L
2
- L
1
= L
3
– L
1
Gambar 1.20
Percobaan resonansi
Garputala
L = ¼ λ
L = ¾ λ
L = λ
