Laporan Praktikum Pengukuran Efek Doppler pada Gelombang Bunyi ~ Laporan Praktikum

Laporan Praktikum Pengukuran Efek Doppler pada Gelombang Bunyi

ABSTRAK

Praktikum ini bertujuan untuk mengamati dan mengukur efek Doppler pada gelombang bunyi akibat pergerakan relatif antara sumber bunyi dan pengamat. Dengan menggunakan sumber bunyi yang bergerak pada lintasan datar dan sebuah mikrofon sebagai pengamat tetap, frekuensi bunyi yang diterima diukur untuk berbagai kecepatan sumber. Hasil pengukuran dianalisis menggunakan persamaan efek Doppler, yaitu:

f' = f \times \frac{v}{v \mp v_s}

di mana $f'$ adalah frekuensi yang diterima, $f$ frekuensi sumber, $v$ kecepatan rambat bunyi, dan $v_s$ kecepatan sumber bunyi (tanda “–” digunakan jika sumber mendekat dan tanda “+” jika menjauhi). Hasil praktikum diharapkan dapat membuktikan bahwa frekuensi yang diterima mengalami pergeseran sesuai dengan teori efek Doppler, serta memungkinkan penentuan kecepatan sumber berdasarkan pengukuran frekuensi.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan rahmat-Nya sehingga praktikum ini dapat terlaksana dengan baik. Laporan praktikum ini disusun sebagai salah satu tugas pada mata kuliah Fisika Dasar/Gelombang dan Getaran. Kami mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing, asisten praktikum, dan seluruh pihak yang telah memberikan dukungan selama pelaksanaan eksperimen. Kritik dan saran yang membangun sangat kami harapkan untuk perbaikan laporan ini di masa mendatang.

DAFTAR ISI

Bab I: Pendahuluan
Bab II: Tinjauan Pustaka
Bab III: Metodologi Praktikum
Bab IV: Hasil dan Pembahasan
Bab V: Kesimpulan dan Saran
Daftar Pustaka
Lampiran

Bab I: Pendahuluan

1.1 Latar Belakang

Efek Doppler adalah fenomena di mana frekuensi gelombang berubah akibat pergerakan relatif antara sumber gelombang dan pengamat. Pada gelombang bunyi, pergeseran frekuensi ini dapat diukur dengan tepat, sehingga memberikan dasar untuk berbagai aplikasi seperti radar, astronomi, dan teknologi komunikasi. Eksperimen ini menggunakan sumber bunyi bergerak dan mikrofon sebagai pengamat untuk mengamati pergeseran frekuensi yang terjadi, serta memverifikasi persamaan efek Doppler.

1.2 Rumusan Masalah

Bagaimana frekuensi bunyi yang diterima berubah akibat pergerakan sumber bunyi?
Bagaimana menentukan hubungan antara kecepatan sumber $v_s$ dan frekuensi yang diterima $f'$ ?
Apakah data eksperimen mendukung persamaan efek Doppler?

1.3 Tujuan Praktikum

Mengukur frekuensi yang diterima oleh pengamat ketika sumber bunyi bergerak dengan kecepatan tertentu.
Menentukan nilai pergeseran frekuensi akibat efek Doppler.
Membandingkan hasil pengukuran dengan persamaan teoretis untuk memverifikasi fenomena efek Doppler.

1.4 Manfaat Praktikum

Memperdalam pemahaman mengenai fenomena efek Doppler dan sifat gelombang bunyi.
Melatih keterampilan pengukuran frekuensi dan analisis data eksperimen.
Menjadi dasar bagi aplikasi praktis seperti penentuan kecepatan objek dan teknologi sensor.

1.5 Batasan Masalah

Pengukuran dilakukan pada kondisi laboratorium dengan sumber bunyi monokromatik dan pengamat tetap.
Asumsi bahwa kecepatan rambat bunyi di udara konstan pada kondisi suhu ruangan.
Analisis difokuskan pada kondisi sumber mendekat ke pengamat; kondisi menjauhi dapat dianalisis secara serupa.

Bab II: Tinjauan Pustaka

2.1 Efek Doppler

Efek Doppler menyatakan bahwa frekuensi gelombang yang diterima oleh pengamat berubah jika terdapat pergerakan relatif antara sumber dan pengamat. Untuk gelombang bunyi, persamaan efek Doppler ketika sumber bergerak mendekati pengamat adalah:

f' = f \times \frac{v}{v - v_s}

dan ketika sumber menjauhi pengamat:

f' = f \times \frac{v}{v + v_s}

di mana $f$ adalah frekuensi sumber, $v$ adalah kecepatan rambat bunyi, dan $v_s$ adalah kecepatan sumber.

2.2 Aplikasi Efek Doppler

Fenomena efek Doppler digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti radar, pengukuran kecepatan kendaraan, dan astronomi. Eksperimen ini memberikan dasar pemahaman tentang bagaimana pergeseran frekuensi dapat digunakan untuk menentukan kecepatan relatif sumber gelombang.

Bab III: Metodologi Praktikum

3.1 Alat dan Bahan

Sumber bunyi (misalnya, speaker atau buzzer) yang dapat dipasang pada alat penggerak sehingga dapat bergerak secara konstan.
Rel atau track untuk menggerakkan sumber bunyi dengan kecepatan konstan.
Mikrofon sebagai pengamat tetap.
Multimeter/frequency counter atau komputer dengan perangkat lunak analisis spektrum untuk mengukur frekuensi bunyi.
Stopwatch (jika diperlukan untuk mengukur kecepatan sumber).
Peralatan pendukung seperti kabel, adaptor, dan power supply.

3.2 Prosedur Praktikum

Perakitan Alat:
- Pasang sumber bunyi pada rel agar dapat bergerak dengan kecepatan yang telah ditentukan.
- Tempatkan mikrofon pada posisi tetap di sepanjang jalur gerak sumber.
- Hubungkan mikrofon ke frequency counter atau komputer untuk mengukur frekuensi bunyi yang diterima.
Pengaturan Eksperimen:
- Atur sumber bunyi agar menghasilkan frekuensi $f$ yang diketahui secara stabil.
- Lakukan pengukuran frekuensi yang diterima ( $f'$ ) saat sumber mendekat ke mikrofon.
Pengukuran dan Pencatatan Data:
- Catat nilai $f'$ untuk berbagai kecepatan sumber $v_s$ yang telah diatur.
- Ukur kecepatan sumber menggunakan stopwatch atau sensor kecepatan jika tersedia.
Analisis Data:
- Gunakan persamaan efek Doppler untuk membandingkan nilai $f'$ yang diukur dengan nilai teoretis: $f' = f \times \frac{v}{v - v_s}$
- Plot grafik $f'$ terhadap $v_s$ untuk memverifikasi hubungan linearitas sesuai dengan teori.

3.3 Metode Pengumpulan Data

Data dikumpulkan dengan mencatat nilai frekuensi yang diterima dan kecepatan sumber untuk setiap percobaan. Seluruh data diolah dan dibandingkan dengan model teoretis untuk menentukan validitas fenomena efek Doppler.

Bab IV: Hasil dan Pembahasan

4.1 Penyajian Data

Misalkan data pengukuran (nilai fiktif) sebagai berikut:

Kecepatan Sumber $v_s$ (m/s)	Frekuensi Sumber $f$ (Hz)	Frekuensi Diterima $f'$ (Hz)
0.0	1000	1000
0.5	1000	1053
1.0	1000	1111
1.5	1000	1176

4.2 Analisis Data

Pergeseran Frekuensi:
Data menunjukkan bahwa frekuensi yang diterima meningkat ketika sumber mendekati pengamat. Misalnya, pada $v_s = 1.0$ m/s, $f' = 1111$ Hz, yang menunjukkan pergeseran $1111 - 1000 = 111$ Hz.
Verifikasi Model Teoretis:
Dengan menggunakan persamaan: $f' = f \times \frac{v}{v - v_s}$ (dengan $v$ kecepatan rambat bunyi di udara, misalnya $v = 343$ m/s), perbandingan antara nilai teoretis dan nilai pengukuran dapat dilakukan.
Grafik dan Tren:
Plot grafik $f'$ terhadap $v_s$ menunjukkan tren kenaikan frekuensi sesuai dengan peningkatan kecepatan sumber, mendukung teori efek Doppler.
Evaluasi Sumber Kesalahan:
Sumber kesalahan potensial meliputi ketidakakuratan dalam pengaturan kecepatan sumber, fluktuasi intensitas sumber bunyi, dan noise dalam pengukuran frekuensi.

4.3 Pembahasan Hasil

Data eksperimen menunjukkan bahwa pergeseran frekuensi yang teramati sejalan dengan prediksi efek Doppler. Meskipun nilai $f'$ yang diukur sedikit bervariasi, tren kenaikan frekuensi dengan peningkatan kecepatan sumber mendukung persamaan teoretis, dengan perbedaan kecil yang dapat dijelaskan oleh ketidakpastian pengukuran.

Bab V: Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

Efek Doppler pada gelombang bunyi berhasil diamati, di mana frekuensi yang diterima meningkat seiring dengan kecepatan sumber yang mendekati pengamat.
Data eksperimen mendukung persamaan $f' = f \times \frac{v}{v - v_s}$ , dan pergeseran frekuensi yang diukur konsisten dengan prediksi teoretis.
Pengukuran frekuensi dan kecepatan sumber dapat digunakan untuk menentukan pergeseran frekuensi akibat efek Doppler.

5.2 Saran

Lakukan pengulangan pengukuran untuk memperoleh nilai rata-rata yang lebih akurat.
Gunakan peralatan dengan resolusi yang lebih tinggi untuk mengukur frekuensi dan kecepatan sumber guna mengurangi kesalahan.
Pastikan kondisi eksperimen stabil, terutama dalam hal intensitas sumber bunyi dan minimnya gangguan eksternal, agar data lebih konsisten.

Daftar Pustaka

Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2013). Fundamentals of Physics. Wiley.
Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2010). Physics for Scientists and Engineers. Cengage Learning.
[Referensi tambahan sesuai dengan materi praktikum]

Lampiran

Data Mentah: Tabel lengkap hasil pengukuran frekuensi yang diterima dan kecepatan sumber untuk tiap percobaan.
Grafik: Plot hubungan antara kecepatan sumber ( $v_s$ ) dan frekuensi yang diterima ( $f'$ ).
Foto Dokumentasi: Gambar setup percobaan, termasuk rel gerak sumber bunyi, mikrofon, dan peralatan pengukuran (frequency counter/komputer).

Sekian artikel Laporan Praktikum Pengukuran Efek Doppler pada Gelombang Bunyi kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.

Anda sekarang membaca artikel Laporan Praktikum Pengukuran Efek Doppler pada Gelombang Bunyi dengan alamat link https://praktikum-laporan.blogspot.com/2025/02/laporan-praktikum-pengukuran-efek_0916828619.html