Soal Dua Buah Kereta Saling Mendekati, Begini Caranya!

Daftar Isi

Ada pertanyaan pilihan ganda dari siswa yang berbunyi: 

Dua buah kereta saling mendekati dengan laju yang sama. Salah satu kereta membunyikan suara dengan frekuensi tertentu dan masinis yang lain mendengar dengan frekuensi 2 kalinya. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m/s, maka kecepatan masing-masing adalah ... m/s

A. 113
B. 130
C. 168
D. 180

Baiklah, mari kita sama-sama menjawabnya...

Pembahasan (Efek Doppler)

Jadi, pertanyaan tersebut berkaitan dengan efek Doppler, di mana frekuensi bunyi yang diterima berubah karena pergerakan sumber bunyi dan pengamat.

Dalam kasus ini, dua kereta yang mendekati satu sama lain menghasilkan efek Doppler di mana frekuensi bunyi yang diterima oleh salah satu kereta adalah dua kali frekuensi bunyi yang dipancarkan oleh kereta yang lain.

Terdapat rumus efek Doppler untuk kasus di mana sumber dan pengamat bergerak menuju satu sama lain, yaitu:

f' = f . (v + vo) / (v - vs)

di mana:

• f' = frekuensi yang didengar oleh pengamat
• f = frekuensi sumber
• v = kecepatan gelombang (dalam hal ini, kecepatan suara di udara)
• vo = kecepatan pengamat
• vs = kecepatan sumber

Jawaban Soal

Data-data dalam soal:

Diketahui:

• v = 340 m/s
• f′ = 2f
• vo = vs (laju kedua kereta sama)

Ditanyakan:

• kecepatan masing-masing kereta (vo dan vs)

Penyelesaian:

Oleh karena f′ = 2f, maka rumus di atas menjadi:

2f' = f . (v + vo) / (v - vs)
2 =  (v + vo) / (v - vs)
2 (v - vs) =  (v + vo)

Karena laju kedua kereta sama, maka vo = vs, sehingga rumusnya menjadi:

2 (v - vs) =  (v + vs)

Sekarang, kita masukkan nilai dari soal:

2 (340 - vs) = (340 + vs)
680 - 2vs = 340 + vs
680 + 340 = vs + 2vs
340 = 3vs
vs = 340 / 3
vs = 113,33 m/s atau 113 m/s (pembulatan)

Jadi, besar kecepatan masing-masing kereta adalah 113 m/s (Pilihan A).