Materi dan pembahasan soal relativitas khusus

MATERI RELATIVITAS KHUSUS

KECEPATAN RELATIVISTIK

Keterangan:
vA = kecepatan benda A.
vB = kecepatan benda B.
vAB = kecepatan benda A terhadap benda B.
c = kecepatan cahaya.

KONTRAKSI PANJANG

DILATASI WAKTU

MASSA RELATIVISTIK

MOMENTUM RELATIVISTIK

ENERGI RELATIVISTIK

CONTOH SOAL RELATIVITAS KHUSUS DAN PEMBAHASAN

Pembahasan soal kecepatan relativistik

Nomor 1
Seorang pengamat di stasiun ruang angkasa mengamati adanya dua pesawat antariksa A dan B yang datang menuju stasiun tersebut dari arah yang berlawanan dengan laju vA = vB = ¾ c (c adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat A menurut pilot pesawat B adalah…
A. 9/16 c
B. 8/9 c
C. 24/25 c
D. 4/3 c
E. 3/2 c

Pembahasan soal kontraksi panjang

Nomor 1
Panjang benda diukur pengamat yang diam = 12 m. Berapakah panjang benda itu bila diukur oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya) relatif terhadap benda?
A. 12,6 m
B. 12,2 m
C. 9,6 m
D. 7,2 m
E. 6,0 m



Nomor 2
Panjang benda diukur saat bergerak menyusut 20 cm dari panjangnya saat diukur dalam keadaan diam. Bila panjang benda diukur dalam keadaan diam panjangnya 1 m dan c = kecepatan cahaya, maka kecepatan gerak benda adalah...
A. 0,2 c
B. 0,3 c
C. 0,4 c
D. 0,6 c
E. 0,8 c



Nomor 3
Benda bergerak dengan laju 0,6 c dengan arah sesuai panjang benda. Bagi pengamat yang diam terlihat panjang benda mengalami penyusutan sebesar...
A. 6 %
B. 20 %
C. 36 %
D. 64 %
E. 80 %

Pembahasan soal dilatasi waktu

Suatu peristiwa terjadi selama 3 sekon menurut pengamat yang bergerak menjauhi peristiwa itu dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya). Menurut pengamat yang diam, peristiwa tersebut terjadi selama selang waktu...
A. 5,0 s
B. 4,8 s
C. 3,0 s
D. 1,8 s
E. 1,2 s

Pembahasan soal massa relativistik

Nomor 1
Massa diam sebuah partikel = m0. Massa partikel tersebut saat bergerak dengan kecepatan 0,8 c akan bertambah menjadi...
A.1,25 m0
B.1,42 m0
C.1,52 m0
D.1,67 m0
E.1,92 m0

Pembahasan soal energi relativistik

Sebuah partikel bergerak dengan laju v = ½ √3 c (c = laju cahaya). Jika m0 = massa diam, m = massa bergerak, Ek = energi kinetik, dan E0 = energi diam, maka berlaku...
m = ½ m0 dan Ek = ½ E0
m = 4/3 m0 dan Ek = E0
m = 3/2 m0 dan Ek = E0
m = 2 m0 dan Ek = 2 E0
m = 2 m0 dan Ek = E0

Soal latihan relativitas khusus

Nomor 1
Seorang pengamat di stasiun ruang angkasa mengamati adanya dua pesawat antariksa A dan B yang datang menuju stasiun tersebut dari arah yang berlawanan dengan laju vA = 4/5 c dan vB = 5/6 c (c adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat B menurut pilot pesawat A adalah…
A. 11/9 c
B. 49/50 c
C. 24/25 c
D. 9/11 c
E. 2/3 c

Nomor 2

Dua benda bergerak dengan kecepatan masing-masing ½ c dan ¼ c arah berlawanan. Bila c = kecepatan cahaya, maka kecepatan benda pertama terhadap benda kedua sebesar...
A. 0,125 c
B. 0,250 c
C. 0,500 c
D. 0,666 c
E. 0,750 c

Nomor 3

Roket yang sedang diam panjangnya 10 m. Jika roket itu bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya = 3 x 108 m.s^-1), maka menurut pengamat di bumi panjang roket tersebut selama bergerak adalah....
A. 5 m
B. 6 m
C. 7 m
D. 8 m
E. 9 m

Nomor 4

Balok dalam keadaan diam panjangnya 2 meter. Panjang balok menurut pengamat yang bergerak terhadap balok dengan kecepatan 0,8 c ( c = laju cahaya) adalah....
A. 0,7 m
B. 1,2 m
C. 1,3 m
D. 1,6 m
E. 2,0 m

Nomor 5

Sebuah pesawat antariksa melewati bumi dengan kelajuan 0,6 c. Menurut penumpang pesawat panjang pesawat L, maka menrut orang dibumi panjang pesawat adalah...
A. 2L
B. L
C. 0,8 L
D. 0,6 L
E. 0,4 L