Efek Doppler

Fenomena: ketika kita mendekati sumber bunyimaka frekuensi yang terdengar akan lebih keras. Sebaliknya jika kita menjauhi sumber bunyi maka frekuensi yang didengar akan lebih kecil. Peristiwa ini pertama kali dipikirkan oleh fisikawan Austria bernama Christian Johan Doppler (1803 – 1855). Dengan demikian peristiwa seperti ini dikenal dengan efek Dopller.

Secara umum, efek doppler dialami ketika ada gerak relatif antar sumber bunyi dan pengamat. Jika cepat rambat bunyi diudara saat itu adalah v, kecepatan pengamat vp dan kecepatan sumber bunyi vs dan frekuensi yang dipancarkan sumber adalah fs, maka secara perhitungan frekuensi yang didengar oelh pengamat adalah:

f_p = frekuensi pendengar
f_s = frekuensi sumber
v  = kecepatan bunyi di udara
v_p = kecepatan pendengar
v_s = kecepatan sumber

Perjanjian Tanda:
Cara 1

v_p + = pendengar mendekati sumber

0 = pendengar diam

– = pendengar menjauhi sumber

v_s ( – ) = sumber mendekati pendengar
(+) = sumber menjauhi pendengar

0 = sumber diam

Cara 2

Tentukan arah P – S : arah Positif

Sumber bunyi/ pendengar  yang geraknya searah dengan  arah P – S = kecepatannya bertanda positif

Contoh:

Sebuah kereta api bergerak mendekati stasiun dengan kecepatan sebesar 20 m/s. Peluit  kereta api yang memiliki frekuensi 2000 Hz dibunyikan. Bila cepat rambat bunyi diudara 340 m/s, tentukan frekuensi yang didengar orang yang berada didalam stasiun!

Kereta

(sumber bunyi “S”)   <——— ++ ———–  Pengamat (P)

Dilihat dari gerakannya, kita peroleh data:

vp = 0 karena pengamat sedang diam

vs bertanda negatif karena arah geraknya berlawanan dengan arah dari P-S / mendekati pendengar,

maka rumusnya kita tulis:

Mengapa pada malam hari petir terdengar lebih keras?

Simak Jawaban berikut:

Perhatikan gambar! Pada konsep pembiasan, jika sinar datang dari medium lebih rapat (kaca sbg lapisan atas) menuju medium yang kurang rapat (udara “air ~eng” sbg lapisan bawah) maka tampak sinar tersebut dibiaskan menjauhi garis normal (perpendicular). Dengan demikian  Pada siang hari, udara pada lapisan atas lebih dingin daripada lapisan bawah. Pada suhu dingin, cepat rambat bunyi lebih kecil daripada ketika suhu panas. Dengan demikian, kecepatan bunyi pada lapisan udara atas lebih kecil daripada lapisan udara bawah. Ini berarti medium lapisan atas (suhu dingin) lebih rapat daripada medium di lapisan bawah. Jadi pada siang hari, bunyi petir mengalami pembiasan menjauhi garis normal.

Perhatikan gambar! Jika sinar ini datang dari medium kurang rapat (udara sbg lapisan atas) melewati lapisan medium yang lebih rapat ( water) maka sinar akan dibiaskan mendekati garis normal. Dengan demikian pada malam hari, udara pada lapisan bawah lebih dingin daripada udara di lapisan atas.  (Merasa khan kalau pada malam hari cuaca terasa lebih  dingin daripada siang hari?). dengan demikian , kecapatan bunyi dibawah lebih lambat daripada di lapisan atas. Ini berarti, pada malam hari medium udara di atas tanah(lapisan bawah) lebih rapat. Berdasarkan hukum pembiasan, gelombang akan mengalami pembiasan mendekati garis normal jika melewati medium yang lebih rapat (lihat fenomena sedotan yang terlihat membengkok ketika di dalam air. Ingat! Medium air lebih rapat daripada medium udara) Makanya bunyi terdengar lebih keras karena guntur lebih mendekat kerumah anda.

Proses terjadinya hujan

Proses

Dalam tahun 2011 ini, daerah di Indonesia di hadapkan pada kondisi cuaca yang ekstrim. Kedatangan musim kemarau ternyata tidak bisa kita temui di tahun ini. Tentunya periode 2 musim hujan itu sendiri membawa efek negatif bagi kondisi lingkungan seperti banjir juga terjadinya gagal panen.

Lalu, apakah hujan itu?

Hujan adalah peristiwa turunnya air dari langit ke bumi. Awalnya air hujan berasal dari air dari bumi seperti air laut, air sungai, air danau, air waduk, air rumpon, air sawah, air comberan, air susu, air jamban, air kolam, air ludah, dan lain sebagainya. Selain air yang berbentuk fisik, air yang menguap ke udara juga bisa berasal dari tubuh manusia, binatang, tumbuh-tumbuhan, serta benda-benda lain yang mengandung air.

Air-air tersebut umumnya mengalami proses penguapan atau evaporasi akibat adanya bantuan panas matahari. Air yang menguap / menjadi uap melayang ke udara dan akhirnya terus bergerak menuju langit yang tinggi bersama uap-uap air yang lain. Di langit yang tinggi uap tersebut mengalami proses pemadatan atau kondensasi sehingga membentuk awan. Dengan bantuan angin awan-awan tersebut dapat bergerak kesana-kemari baik vertikal, horizontal dan diagonal.

Akibat angin atau udara yang bergerak pula awan-awah saling bertemu dan membesar menuju langit / atmosfir bumi yang suhunya rendah atau dingin dan akhirnya membentuk butiran es dan air. Karena berat dan tidak mampu ditopang angin akhirnya butiran-butiran air atau es tersebut jatuh ke permukaan bumi (proses presipitasi). Karena semakin rendah suhu udara semakin tinggi maka es atau salju yang terbentuk mencair menjadi air, namun jika suhunya sangat rendah maka akan turun tetap sebagai salju.

Hujan tidak hanya turun berbentuk air dan es saja, namun juga bisa berbentuk embun dan kabut. Hujan yang jatuh ke permukaan bumi jika bertemu dengan udara yang kering, sebagian ujan dapat menguap kembali ke udara. Bentuk air hujan kecil adalah hampir bulat, sedangkan yang besar lebih ceper seperti burger, dan yang lebih besar lagi berbentuk payung terjun. Hujan besar memiliki kecepatan jatuhnya air yang tinggi sehingga terkadang terasa sakit jika mengenai anggota badan kita.

Hujan Buatan

Hujan buatan adalah hujan yang dibuat oleh campur tangan manusia dengan membuat hujan dari bibit-bibit awan yang memiliki kandungan air yang cukup, memiliki kecepatan angin rendah yaitu sekitar di bawah 20 knot, serta syarat lainnya. Ujan buatan dibuat dengan menaburkan banyak garam khusus yang halus dan dicampur bibit / seeding ke awan agar mempercepat terbentuknya awan jenuh. Untuk menyemai / membentuk hujan deras, biasanya dibutuhkan garam sebanyak 3 ton yang disemai ke awan potensial selama 30 hari. Hujan buatan saja bisa gagal dibuat atau jatuh di tempat yang salah serta memakan biaya yang besar dalam pembuatannya.

Hujan buatan umumnya diciptakan dengan tujuan untuk membantu daerah yang sangat kering akibat sudah lama tidak turun hujan sehingga dapat mengganggu kehidupan di darat mulai dari sawah kering, gagal panen, sumur kering, sungai / danau kering, tanah retak-retak, kesulitan air bersih, hewan dan tumbuhan pada mati dan lain sebagainya. Dengan adanya hujan buatan diharapkan mampu menyuplai kebutuhan air makhluk hidup di bawahnya dan membuat masyarakat hidup bahagia dan sejahtera.

Hujan yang berlebih pada suatu lokasi dapat menimbulkan bencana pada kehidupan di bawahnya. Banjir dan tanah longsor adalah salah satu akibat dari hujan yang berlebihan. Perubahan iklim di bumi akhir-akhir ini juga mendukung persebaran hujan yang tidak merata sehingga menimbulkan berbagai masalah di bumi. Untuk itu kita sudah semestinya membantu menormalkan iklim yang berubah akibat ulah manusia agar anak cucu kita kelak tidak menderita dan terbunuh akibat kesalahan yang kita lakukan saat ini.