Efek Doppler dan Hukum Mersen

1. EFEK DOPPLER DAN HUKUM MERSENNE
EfekDppler
Merupakansuatu kejadiandi manafrekuensi
gelombangdari suatusumberyangditerimaoleh
detektormengalamiperubahanakibatperubahanposisi
atau pergerakanrelatif detektorterhadapsumber
gelombangatau sebaliknya.
HUKUM MERSENNE
Marin Mersenne adalahahli matematikadanteori
musikPrancis.IamengemukakanhukumMersenne
melalui karyanya “Traité del l'harmonie”tahun1637, di
mana terdapathubunganantara frekuensi
dawai, panjang,berat,luaspenampang(atau
diameter),dangayategangnya.
Mengapa nadayang dihasilkansebuahgitarberbeda-
beda?MenuruthukumMersenne,tinggi nadasuatu
senaratau tali gitar bergantungkepadabeberapahal
berikut:
a. berbandingterbalikdenganpanjangsenar;
b. berbandingterbalikdenganakarluaspenampang
senar;
c. berbandingterbalikdenganakarmassajenisbahan
senar;
d. berbandinglurusdenganakartegangansenar.
RUMUS HUKUM MERSENNE
Ket
f = frekuensi = massa jenis senar
F = tegangan senar A = luas penampang
L = panjang senar senar
m = massa senar
1 Dari pernyataan berikut ini :
(1) P mendekati S yang diam
(2) S mendekati P yang diam
(3) P dan S saling mendekati
(4) S dan P bergerak dengan kecepatan sama
Jika P (pendengar) mendengar bunyi dengan frekuensi
lebih tinggi dari frekuensi yang dikeluarkan S (sumber),
maka pernyataan yang benar adalah …
A. (1), (2) dan (3)
B. (1), (2), (3) dan (4)
C. (1) dan (3) saja
D. (1) dan (4) saja
2 Seorang penonton pada lomba balap mobil
mendengar bunyi (deru mobil) yang berbeda, ketika
mobil mendekat dan menjauh. Rata- rata mobil balap
mengeluarkan bunyi 800 Hz. Jika kecepatan bunyi di
udara 340 m.s-1
dan kecepatan mobil 20 m.s-1
, maka
frekuensi yang di dengar saat mobil mendekat adalah....
A. 805 Hz B. 810 Hz
C. 815 Hz D. 850 Hz
3 Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya
10−2
kg ditegangkan 400 N, maka nada dasar piano
adalah berfrekuensi....
A. 100 Hz B. 200 Hz
C. 400 Hz D. 600 Hz
4 Seorang siswa sedang berdiri di pinggir jalan ketika
sebuah mobil bergerak menjauhi siswa tersebut dengan
kelajuan 40 m/s sambil membunyikan klakson yang
berfrekuensi 300 Hz. Apabila cepat rambat bunyi di
udara 360 m/s, maka frekuensi klakson yang didengar
oleh siswa tersebut adalah ….
A. 250 Hz B. 270 Hz
C. 300 Hz D. 350 Hz
5. Sebuah sumber bunyi bergerak dengan kelajuan 30
m/s mendekati seseorang yang berdiri di pinggir jalan.
Frekuensi sumber bunyi 360 Hz dan cepat rambat bunyi
di udara adalah 380 m/s. Frekuensi gelombang bunyi
yang didengar orang tersebut adalah …
A. 391 Hz B. 400 Hz
C. 430 Hz D. 4 40 Hz
6 Suatu sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 20 m
s-1 mendekati seseorang yang diam. Frekuensi sumber
bunyi = 380 Hz. Dan cepat rambat bunyi di udara 400 m
s-1Frekuensi gelombang bunyi yang didengar orang
tersebut adalah…
A. 400 Hz B. 420 Hz
C. 440 Hz D. 460 Hz
7 Seorang pendengar berdiri di samping sumber bunyi
yang frekuensinya 742 Hz. Sebuah sumber bunyi lain
dengan frekuensi 700 Hz bergerak mendekati
pendengar itu dengan kelajuan 20 m/s. Jika cepat
rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, maka frekuensi
layangan yang didengar oleh orang itu adalah …
A. 2 Hz B. 3 Hz
C. 4 Hz D. 5 Hz

2. 8 Seorang anak yang berdiri diam meniup peluit pada
frekuensi 490 Hz ke arah mobil yang sedang bergerak
mendekati anak tersebut seperti pada gambar.
Pelayangan yang terdengar antara gelombang langsung
dan gelombang yang dipantulkan mobil adalah 10 Hz.
Jika kecepatan bunyi di udara 340 m.s -1 , maka
kecepatan mobil adalah …
A. 6,9 m s-1
B. 5,8 m s-1
C. 4,4 m s -1
D. 3,8 m s -1
9. Seorang penjaga pintu rel kereta mendengar suara
kereta dari kejauhan dengan frekuensi 750 Hz. Kereta
tersebut berjalan mendekati pintu rel dengan
kecepatan 20 m/s. Jika cepat rambat bunyi di udara
340 m/s, maka frekuensi bunyi yang kereta terebut
keluarkan adalah ....
a. 690 Hz b. 706 Hz
c. 797 Hz d. 816 Hz
10. Berdasarkan hukum Mersenne, frekuensi dawai
yang dipetik berbanding terbalik dengan hal-hal berikut,
kecuali . . . .
A. Panjang dawai C. Besar tegangan
B. Besar massa jenis D. Besar luas penampang
11. Frekuensi nada dawai gitar dapat bertambah tinggi
jika ..
A. tegangan dawai diperbesar dan panjang dawai
diperkecil
B. tegangan dawai diperkecil dan massa jenis senar
diperbesar
C. tegangan dawai diperbesar dan massa jenis senar
diperbesar
D. tegangan diperbesar dan panjang dawai diperkecil
12. Dawai piano yang panjangnya 0,4 m dan massanya
10−2 kg ditegangkan 160 N, maka nada dasar piano
adalah berfrekuensi....
A. 100 Hz B. 200 Hz
C. 400 Hz D. 600 Hz
13 Jika panjang senar 50 cm dengan massa jenis 1500
kg/m3. Luas penampang senar 1mm2. Dan tegangan
senar yang duberikan adalah 60 N. Berapakah frekuensi
yang dihasilkan....Hz
A. 100 C 200
B. 1000 D 2000
14 Seutas senar mempunyai massa jenis kawat 1500
kg/m3. Ketika satu senar tersebut dipetik, senar
menghasilkan frekuensi 250 Hz dan tegangan senar 15
N. Jika luas penampang senar adalah 1mm2.
Berapakah panjang senarnya...cm
A. 20 C 100
B. 150 D 200
15 Gelombang radio mempunyai panjang gelombang
300 cm. Apabila frekuensi pada gelombang tersebut
ialah 20 KHz, hitunglah berapa cepat rambat gelombang
itu.......km/s
A. 15 C. 60
B. 150 D. 600
16. Perhatikan gambar!
jika jarak gelombang adalah 40 cm. Dan periode
gelombangnya 5 sekon. Berapakah cepat rambat
gelombang.....m/s
A. 0,4 C. 0,2
B. 0,04 D. 0,02
17.Contoh resonansi yang menguntungkan dalam
kehidupan sehari hari adalah...
A. gempa bumi, daerah yang terkena gempa menjadi
bergetar, dan getaran ini diteruskan ke segala arah.
B. Terdengar suara petikan pada gitar dengan jelas
dan nyaring, apalagi saat dipetik mendekati kolom
udara
C. Getaran kereta api yang lewat mengakibatkan
bagian-bagian rumah yang ada di sekitaran rel ikut
bergetar juga.
D. Ledakan bom yang sangat keras dapat
menimbulakn getaran yang keras juga sehingga
dapat meruntuhkan gedung-gedung.
18 perbandingan frekuensi yang dimiliki oleh dawai A
yang panjangnya 100 cm dan dawai B yang panjangnya
50 cm jika kedua dawai terbuat dari bahan yang sama
adaah….
A. 1: 2 C. 1 : 4
B. 2: 1 D. 4 : 1
19 Senar I dan senar II memiliki panjang yang sama.
Jika luas penampang senar I adalah tiga kali luas
penampang senar II, maka perbandingan frekuensi
senar I dengan II adalah…
A. 1: 3 C. 1 : 9
B. 3: 1 D. 9 : 1
20. Seutas senar panjangnya 50 cm. Ketika senar
tersebut dipetik, senar menghasilkan frekuensi 160 Hz.
Tentukan frekuensi senar dari bahan yang sama yang
panjangnya 3 kali panjang senar tersebut jika tegangan
senar keduanya sama besar
A 53 Hz B. 80 Hz
C. 320 HZ D. 480 Hz
21. Dawai menghasilan frekuensi 100Hz dan Massa 10
gram, dan panjang dawai ½ m. Maka besar tegangan
dawai adalah…
A 100 N C. 400 N
B 200 N D. 500 N