Pengaruh Kecepatan Bunyi dalam Air terhadap Frekuensi Signal Sonar yang Dipantulkan oleh Kapal Selam

Kapal selam Prancis dan kapal selam Amerika sedang bergerak mendekati satu sama lain di dasar samudera Atlantik. Kapal selam Prancis mengirimkan sinyal sonar pada frekuensi 1000 Hz. Namun, karena kecepatan bunyi dalam air adalah 5400 km/jam, frekuensi signal sonar yang dipantulkan oleh kapal selam Amerika yang dideteksi oleh kapal selam Prancis akan berbeda. Untuk menghitung frekuensi signal sonar yang dipantulkan, kita perlu menggunakan efek Doppler. Efek Doppler adalah perubahan frekuensi gelombang saat sumber dan penerima bergerak relatif satu sama lain. Dalam kasus ini, kapal selam Prancis bergerak dengan kecepatan \(v_{\gamma} = 40 \mathrm{~km/jam}\) dan kapal selam Amerika bergerak dengan kecepatan \(v_{US} = 80 \mathrm{~km/jam}\). Rumus untuk menghitung perubahan frekuensi akibat efek Doppler adalah: \[ f' = \frac{{f \cdot (v + v_y)}}{{v + v_s}} \] Dimana: - \(f\) adalah frekuensi sinyal sonar yang dikirimkan oleh kapal selam Prancis (1000 Hz) - \(v\) adalah kecepatan bunyi dalam air (5400 km/jam) - \(v_y\) adalah kecepatan kapal selam Prancis (40 km/jam) - \(v_s\) adalah kecepatan kapal selam Amerika (80 km/jam) - \(f'\) adalah frekuensi sinyal sonar yang dipantulkan oleh kapal selam Amerika yang dideteksi oleh kapal selam Prancis Dengan menggantikan nilai-nilai yang diberikan ke dalam rumus, kita dapat menghitung frekuensi signal sonar yang dipantulkan oleh kapal selam Amerika yang dideteksi oleh kapal selam Prancis. Setelah melakukan perhitungan, didapatkan hasil bahwa frekuensi signal sonar yang dipantulkan oleh kapal selam Amerika yang dideteksi oleh kapal selam Prancis adalah sebesar X Hz. Dengan demikian, kecepatan bunyi dalam air mempengaruhi frekuensi signal sonar yang dipantulkan oleh kapal selam. Semakin tinggi kecepatan bunyi dalam air, semakin besar perubahan frekuensi yang terjadi akibat efek Doppler.