Toolyard

Simulator Efek Doppler

Persamaan dalam simulasi ini

f = f₀ × (c + v_o) ÷ (c − v_s cos θ)
f₀Frekuensi sumber f₀ (Hz)nada yang dibunyikan sirene, dan yang didengar pengemudi
cCepat rambat bunyi c (m/s)343 m/s di udara pada 20 °C, 331 pada 0 °C; 1.480 di air
v_sKecepatan sumber v_s (m/s)30 m/s is 108 km/h
v_okecepatan pendengar menuju sumber0 di sini: pendengar diam
θsudut antara gerak sumber dan garis ke pendengardiambil saat bunyi yang tiba sekarang dipancarkan; 0° berarti lurus menuju pendengar, 180° lurus menjauh
ffrekuensi yang didengar pendengarlebih tinggi saat sumber mendekat, sama dengan f₀ di titik terdekat, lebih rendah saat menjauh

Dengan nilai saat ini:

λ_front = (c − v_s) ÷ f₀, λ_back = (c + v_s) ÷ f₀
λpanjang gelombang di depan dan di belakang sumberpuncak gelombang dirapatkan di depan dan direntangkan di belakang; lingkaran yang digambar adalah satu dari tiap beberapa puluh puncak

Dengan nilai saat ini:

M = v_s ÷ c, sin α = 1 ÷ M
Mbilangan Machdi atas 1 sumber mendahului bunyinya sendiri
αsetengah sudut kerucut Machsemua muka gelombang menumpuk di kerucut ini; saat kerucut melewati pendengar, terdengarlah dentuman sonik

Dengan nilai saat ini:

Cara memakai simulator efek Doppler

  1. Sebuah mobil bersirene melaju di jalan melewati pendengar. Satu dari tiap beberapa puluh puncak bunyi digambar sebagai lingkaran yang menyebar dari tempat mobil berada saat memancarkannya; di depan mobil lingkaran-lingkaran merapat, di belakangnya merenggang.
  2. Baca frekuensi yang didengar pendengar, dan pergeserannya dalam semiton, saat mobil mendekat, lewat dan menjauh. Centang Putar yang didengar pendengar untuk mendengar turunnya nada yang sudah akrab; grafik menampilkan frekuensi terhadap posisi mobil, dan Konverter kecepatan mengubah kecepatan ke km/jam atau mph.
  3. Naikkan kecepatan sumber melewati cepat rambat bunyi. Lingkaran tidak lagi bisa mendahului mobil dan menumpuk di sebuah kerucut, kerucut Mach; pendengar tidak mendengar apa pun sampai kerucut itu melewatinya, lalu mendengar bunyi saat mendekat dan menjauh sekaligus: dentuman sonik.

Pertanyaan umum

Apa itu efek Doppler?

Perubahan frekuensi yang kamu dengar saat sumber gelombang dan kamu bergerak relatif satu sama lain. Saat sumber mendekat, setiap puncak dipancarkan sedikit lebih dekat daripada sebelumnya, jadi tiba berdesakan dan nadanya lebih tinggi; saat menjauh puncak tiba merenggang dan nadanya lebih rendah. Sumber itu sendiri tidak pernah mengubah frekuensinya.

Apa rumus efek Doppler?

f = f₀ × (c + v_o) ÷ (c − v_s cos θ), dengan f₀ frekuensi yang dipancarkan, c cepat rambat bunyi, v_s kecepatan sumber, v_o kecepatan pendengar menuju sumber, dan θ sudut antara gerak sumber dan garis ke pendengar saat bunyi dipancarkan. Dari depan, dengan pendengar diam, f = f₀ c ÷ (c − v_s) saat mendekat dan f₀ c ÷ (c + v_s) saat menjauh.

Mengapa nada turun tiba-tiba saat mobil lewat?

Karena sudut θ berayun dari hampir 0° ke hampir 180° tepat saat mobil paling dekat. Makin dekat kamu dengan jalan, makin cepat ayunannya dan makin mendadak turunnya; jauh dari jalan nadanya meluncur turun perlahan.

Apa penyebab dentuman sonik?

Sumber yang lebih cepat dari bunyi mendahului gelombangnya sendiri. Semua muka gelombang yang dipancarkannya menumpuk di permukaan kerucut di belakangnya, dengan setengah sudut α sehingga sin α = c ÷ v_s. Kerucut ini membawa lonjakan tekanan yang tajam, dan saat melewatimu lonjakan itulah dentumannya; dentuman mengikuti pesawat sepanjang jalan, bukan hanya saat menembus batas suara.

Katanya WebGL dimatikan.

Tampilan 3D memerlukan WebGL, yang dimiliki semua browser terkini. WebGL bisa nonaktif jika akselerasi perangkat keras dimatikan di pengaturan browser, atau karena driver grafis yang sangat lama. Nyalakan akselerasi perangkat keras, atau coba browser lain.

Apakah ada yang diunggah?

Tidak. Simulasi digambar oleh browser Anda sendiri dengan WebGL; tidak ada yang dikirim ke mana pun, dan simulasi tetap berjalan offline setelah halaman dimuat.

Simulasi sains lainnya

Kalkulator dan alat terkait