Efek Doppler - masalah lan solusi

Efek Doppler - masalah lan solusi

1.

(1) pengamat sing obah menyang sumber stasioner

(2) sumber obah menyang pengamat sing ora obah

(3) pengamat lan sumber saling nyedhaki

(4) pengamat lan sumber obah kanthi kecepatan sing padha

Yen nada sing dirungokake luwih dhuwur tinimbang frekuensi sumber sing dipancarake, mula pernyataan endi ing ndhuwur yaiku benert:

A. (1), (2) lan (3)

B. (1), (2), (3) lan (4)

C. (1) lan (3)

D. (1) lan (4)

E. (2) lan (4)

solusi

Persamaan saka Efek Doppler :

Aturan tandha:

Kacepetan swara (v) tansah positif

Kacepetan pengamat (v)_ob) positif yen pengamat obah menyang sumber swara

Kacepetan pengamat (v)_ob) negatif yen pengamat obah saka sumber swara

Kacepetan sumber (v)_sumber) positif yen sumber swara obah adoh saka pengamat

Kacepetan sumber (v)_sumber) negatif yen sumber swara obah menyang pengamat

Kacepetan pengamat (v)_ob) = 0 yen pengamat lagi ngaso

Kacepetan sumber (v)_sumber) = 0 yen sumber ora aktif

Contone:

Kacepetan pengamat (v)_ob) = 60 m/s, yen pengamat lagi meneng mula v_ob = 0

Kacepetan sumber (v)_sumber) = 40 m/s, yen sumber swara ora obah mula v_sumber = 0

Kacepetan swara (v) = 340 m/s

Frekuensi swara (f) = 1000 Hertz

Pengamat obah menyang sumber alat tulis

Ing observer kacepetan (v_ob) iku positif yen pengamat sing mlaku menyang sumber swara kasebut

Sumber swara nalika lagi leren dadi v_sumber = 0

Sumber obah menyang pengamat sing ora obah

Kacepetan sumber (v)_sumber) negatif yen sumber swara obah menyang pengamat

Pengamat nalika ngaso (v_ob) = 0

Pengamat lan narasumber saling nyedhaki

Kacepetan pengamat (v)_ob) positif yen pengamat obah menyang sumber swara

Kacepetan sumber (v)_sgusti) negatif yen sumber swara obah menyang pengamat

Pengamat lan sumber obah kanthi kecepatan sing padha

Yen sumber swara lan pengamat obah kanthi kecepatan sing padha, mula ora ana efek Doppler sing kedadeyan.

2. Pengamat lagi ngaso cedhak sumber swara kanthi frekuensi 684 Hz. Sumber swara liyané kanthi frekuensi 676 Hz obah nyedhaki pengamat kanthi kecepatan 2 n/s. Yen kacepetan gelombang swara ing udhara yaiku 340 m/s, mula pira frekuensi denyut sing dirungokake dening pengamat.

Dikenal:

Frekuensi sumber swara 1 (f₁) = 684 Hz (istirahat)

Frekuensi sumber swara 2 (f₂) = 676 Hz (obah)

Kacepetan sumber swara 2 (v₂) = 2 m/s (obah nyedhaki pengamat)

Kacepetan sumber gelombang swara ing udhara (v) = 340 m/s

Dikarepake: Frekuensi denyut sing dirungokake dening pengamat

Solusi:

Persamaan efek Doppler:

Aturan tandha:

Kacepetan swara (v) tansah positif

Kacepetan pengamat (v)_ob) positif yen pengamat obah menyang sumber swara

Kacepetan pengamat (v)_ob) negatif yen pengamat obah saka sumber swara

Kacepetan sumber (v)_sumber) positif yen sumber swara obah adoh saka pengamat

Kacepetan sumber (v)_sumber) negatif yen sumber swara obah menyang pengamat

Kacepetan pengamat (v)_ob) = 0 yen pengamat lagi ngaso

Kacepetan sumber (v)_sumber) = 0 yen sumber ora aktif

Frekuensi denyut sing dirungokake dening pengamat = 684 Hz – 680 Hz = 4 Hz.

3. Sumber swara obah menyang pengamat sing ora obah kanthi kecepatan 20 m/s. Frekuensi sumber swara = 380 Hz. Kacepetan swara ombak ing udhara = 400 ms^-1Pira frekuensi gelombang swara sing dirungokake dening pengamat?

Dikenal:

Kacepetan sumber swara (v)_sumber) = 20 m/s

Kacepetan pengamat (v_p) = 0

Frekuensi sumber swara (f) = 380 Hz

Kacepetan sumber gelombang swara (v) = 400 ms^-1

Dikarepake: Frekuensi gelombang swara sing dirungokake dening pengamat

4. Mobil A obah kanthi kecepatan 72 km/jam lan mobil B obah kanthi kecepatan 90 km/jam, padha nyedhaki siji lan sijine. Mobil A nglakson kanthi frekuensi 650 Hz. Yen kecepatan gelombang swara ing udhara yaiku 350 m/s, mula pira frekuensi swara sing dirungokake dening supir mobil B saka mobil A.

Dikenal:

Kacepetan mobil A (v)_A) = 72 km/jam = 20 m/s, nyedhaki mobil B

Kacepetan mobil B (v)_B) = 90 km/jam = 25 m/s, nyedhaki mobil A

Frekuensi swara mobil A (f_A) = 650 Hz

Kacepetan gelombang swara ing udhara (v) = 350 m/s

Dikarepake: Frekuensi swara sing dirungokake dening pengemudi mobil B saka mobil A

Solusi:

Kacepetan swara (v) tansah positif

Kacepetan pengamat (v)_ob) positif yen pengamat obah menyang sumber swara

Kacepetan pengamat (v)_ob) negatif yen pengamat obah saka sumber swara

Kacepetan sumber (v)_sumber) positif yen sumber swara obah adoh saka pengamat

Kacepetan sumber (v)_sumber) negatif yen sumber swara sing obah menyang pengamat

Kacepetan pengamat (v)_ob) = 0 yen pengamat lagi ngaso

Kacepetan sumber (v)_sumber) = 0 yen sumber ora aktif

5. Sumber swara obah kanthi kecepatan 10 m/s nyedhaki pengamat sing ora obah. Frekuensi sumber swara yaiku 380 Hz lan kecepatan gelombang swara ing udhara yaiku 400 m/s. Pira frekuensi gelombang swara sing dirungokake dening pengamat.

Dikenal:

Kacepetan sumber swara (v)_s) = 20 m/s

Kacepetan pengamat (v_p) = 0

Frekuensi sumber swara (f) = 380 Hz

Kacepetan gelombang swara ing udhara (v) = 400 m/s

Dikarepake: Frekuensi gelombang swara sing dirungokake dening pengamat

Solusi:

Kacepetan swara (v) tansah positif

Kacepetan pengamat (v)_ob) positif yen pengamat obah menyang sumber swara

Kacepetan pengamat (v)_ob) negatif yen pengamat obah saka sumber swara

Kacepetan sumber (v)_sumber) positif yen sumber swara obah adoh saka pengamat

Kacepetan sumber (v)_sumber) negatif yen sumber swara obah menyang pengamat

Kacepetan pengamat (v)_ob) = 0 yen pengamat lagi ngaso

Kacepetan sumber (v)_sumber) = 0 yen sumber ora aktif

6. Mobil sing obah nyedhaki pengamat sing ora obah sing ngetokake gelombang swara 490 Hz. Frekuensi denyut sing dirungokake yaiku 10 Hz. Yen kacepetan gelombang swara ing udhara yaiku 340 m/s, pira kacepetan mobil kasebut?

Dikenal:

Frekuensi swara (f) = 490 Hertz

Kacepetan gelombang swara ing udhara (v) = 340 m/s

The Pengamat nyedhaki sumber swara supaya frekuensi swara sing dirungokake yaiku luwih gedhe tinimbang frekuensi sumber swara. Frekuensi swara = 490 Hertz lan frekuensi denyut = 10 Hertz saengga frekuensi swara sing dirungokake dening pengamat (f') = 500 Hertz.

Dikarepake: kacepetan mobil kasebut

Solusi:

Persamaan efek Doppler:

Aturan tandha:

Kacepetan swara (v) tansah positif

Kacepetan pengamat (v)_ob) positif yen pengamat obah menyang sumber swara

Kacepetan pengamat (v)_ob) negatif yen pengamat obah saka sumber swara

Kacepetan sumber (v)_sumber) positif yen sumber swara obah adoh saka pengamat

Kacepetan sumber (v)_sumber) negatif yen sumber swara obah menyang pengamat

Kacepetan pengamat (v)_ob) = 0 yen pengamat lagi ngaso

Kacepetan sumber (v)_sumber) = 0 yen sumber ora aktif

Kacepetan mobil kasebut yaiku 6.9 m/s.

7. Mobil polisi sing muni sirine 930 Hz ngoyak wong sing mlayu numpak sepeda motor kanthi kecepatan 72 km/jam^-1Kacepetan mobil polisi tekan 108 km/jam^-1Yen kacepetan swara ing udhara yaiku 340 ms-1, mula frekuensi swara sirene sing dirungokake dening pengendara motor yaiku ...

Solusi:

Aturan tandha:

Kacepetan swara (v) tansah positif

Kacepetan pengamat (v)_ob) positif yen pengamat obah menyang sumber swara

Kacepetan pengamat (v)_ob) negatif yen pengamat obah saka sumber swara

Kacepetan sumber (v)_sumber) positif yen sumber swara obah adoh saka pengamat

Kacepetan sumber (v)_sumber) negatif yen sumber swara obah menyang pengamat

Kacepetan pengamat (v)_ob) = 0 yen pengamat lagi ngaso

Kacepetan sumber (v)_sumber) = 0 yen sumber ora aktif

Dikenal:

Frekuensi sumber swara (f) = 930 Hz

Kacepetan pengamat (v_p) = 72 km/jam^-1 = 72 (1000 meter) / 3600 (detik) = 72,000/3600 meter/detik = 20 m/s = -20 ms^-1

Kacepetan sumber swara (v)_sumber) = 108 km/jam^-1 = 108 (1000 meter) / (3600 detik) = 108,000 / 3600 meter/detik = 30 m/s = -30 ms^-1

Kacepetan sumber gelombang swara (v) = 340 ms^-1

Dikarepake: Frekuensi gelombang swara sing dirungokake dening pengamat (f')

Solusi:

Persamaan efek Doppler:

8. Ambulans mlaku kanthi kecepatan 72 km/jam^-1 nalika muni sirine kanthi frekuensi 1500 Hz. Pengendara sepeda motor obah kanthi kecepatan 20 ms^-1 ing arah sing ngelawan karo ambulans. Yen kacepetan swara ing udhara yaiku 340 ms^-1, mula rasio frekuensi sing dirungokake dening pengendara motor nalika nyedhaki lan adoh saka ambulans yaiku ...

Dikenal:

Frekuensi sumber swara (f) = 1500 Hz

Kacepetan pengamat (v_p) = 20 m/s

Kacepetan sumber swara (v)_sumber) = 72 km/jam = 72 (1000 meter) / 3600 detik = 72,000/3600 meter/detik = 20 m/s

Kacepetan sumber gelombang swara (v) = 340 m/s

Dikarepake: Rasio frekuensi sing dirungokake dening pengendara motor nalika nyedhaki lan adoh saka ambulans

Solusi:

Persamaan efek Doppler:

Frekuensi sing dirungokake dening pengendara motor sing nyedhaki ambulans

Kalorone ana ing arah sing ngelawan saengga nalika sepeda motor nyedhaki mobil ambulans, kalorone padha nyedhaki siji lan sijine._p positif yen sing ngrungokake nyedhaki sumber swara lan v_s is negatif yen sumber swara nyedhaki sing ngrungokake.

Frekuensi keprungu dening pengendara motor nalika dheweke ninggalake ambulans

Kalorone ana ing arah sing ngelawan saengga nalika sepeda motor obah adoh saka ambulans, kalorone uga obah adoh saka siji lan sijine._p negatif yen sing ngrungokake adoh saka sumber swara lan v_s is positif yen sumber swara adoh saka sing ngrungokake.

TRasio frekuensi sing dirungokake dening pengendara motor nalika nyedhaki lan adoh saka ambulans

1. Apa kuwi efek Doppler?
   • Jawaban: Efek Doppler nggambarake owah-owahan frekuensi utawa dawa gelombang sing ana gandhengane karo pengamat sing obah relatif marang sumber gelombang.
2. Kepiye efek Doppler katon ing gelombang swara?
   • Jawaban: Nalika sumber swara nyedhaki pengamat, pengamat bakal ngrasakake frekuensi (utawa nada) sing luwih dhuwur tinimbang nalika sumber kasebut ora obah. Kosok baline, nalika sumber swara obah adoh saka pengamat, frekuensi sing dirasakake bakal luwih endhek.
3. Apa bedane redshift lan blueshift ing babagan efek Doppler?
   • Jawaban: Ing babagan gelombang elektromagnetik (kaya cahya), redshift nuduhake owah-owahan cahya menyang dawa gelombang sing luwih dawa (utawa frekuensi sing luwih endhek) nalika sumber obah adoh saka pengamat. Blueshift, ing sisih liya, nuduhake owah-owahan cahya menyang dawa gelombang sing luwih cendhek (utawa frekuensi sing luwih dhuwur) nalika sumber obah menyang pengamat.
4. Kepiye efek Doppler ditrapake kanggo galaksi lan gerakane ing jagad raya?
   • Jawaban: Akeh galaksi sing nuduhake pergeseran abang, sing nuduhake yen dheweke obah adoh saka kita. Pengamatan iki minangka bukti penting kanggo ekspansi alam semesta.
5. Apa peran efek Doppler ing teknologi radar cuaca?
   • Jawaban: Radar Doppler ngukur owah-owahan frekuensi sinyal radar sing dipantulake sing disebabake dening obyek sing obah, kayata tetesan udan utawa watu es. Iki ngidini ahli meteorologi ndeteksi gerakan presipitasi lan ngukur kecepatan lan arah angin.
6. Apa efek Doppler mung diamati ing gelombang swara lan cahya?
   • Jawaban: Ora, efek Doppler bisa diamati ing sembarang jinis gelombang, apa iku swara, cahya, utawa radiasi elektromagnetik liyane. Efek iki mung mbutuhake gerakan relatif antarane sumber lan pengamat.
7. Kepiye kacepetan relatif antarane sumber lan pengamat mengaruhi gedhene efek Doppler?
   • Jawaban: Saya gedhe kacepetan relatif antarane sumber lan pengamat, saya cetha owah-owahan Doppler. Contone, ambulans sing obah cepet bakal ngasilake owah-owahan nada sing luwih katon nalika liwat dibandhingake karo ambulans sing obah alon.
8. Yagene kita ora weruh owah-owahan Doppler ing cahya lampu utama mobil nalika nyedhaki kita ing wayah wengi?
   • Jawaban: Sanajan efek Doppler pancen kedadeyan ing lampu utama mobil, kecepatan mobil kasebut cilik banget dibandhingake karo kecepatan cahya. Mula, pergeseran Doppler ing frekuensi/panjang gelombang cahya iku cilik banget lan ora bisa dideteksi dening mripat manungsa.
9. Kepriye carane kewan kaya kelelawar nggunakake efek Doppler?
   • Jawaban: Kelelawar nggunakake ekolokasi, ngetokake gelombang swara lan ngrungokake gema kanggo nemokake lan nyekel mangsane. Efek Doppler nduweni peran nalika kelelawar utawa mangsane obah, nyebabake owah-owahan frekuensi gelombang swara sing dikumandhangake, sing bisa dideteksi lan digunakake dening kelelawar kanggo ngadili gerakan lan jarak.
10. Kepiye efek Doppler ana hubungane karo sirene kendaraan darurat?

• Jawaban: Minangka kendaraan darurat kanthi sirene sing dipasang, gelombang swara bakal dikompres, sing ndadékaké frekuensi utawa nada sing luwih dhuwur. Nalika kendaraan liwat lan obah adoh, gelombang swara bakal ditarik, sing ndadékaké frekuensi utawa nada sing luwih murah. Iki minangka efek Doppler sing lagi ditindakake, lan mulané sirene muni béda nalika kendaraan nyedhak banjur mundur.