Contoh Soal Relativitas

Hai Sobat fisika semua kembali lagi bersama kami

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas mengenai sesuatu yang relatif terhadap keadaan

Mari langsung saja kita simak pembahasannya

Pengertian Teori Relativitas

Sebelum mengawali pembahasan yang panjang lebar kita perlu mengetahui definisi teori relativitas.

Jadi teori relativitas adalah teori relativitas umum dan relativitas khusus yang mana diciptakan ilmuan yang bernama Albert Einstein.

Teori ini dirumuskan guna menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetik tidak sesuai dengan teor gerak klasik yaitu teori geroak newton.

Teori relatvitas sendiri memiliki beberapa macam yang akan kita bahas dibawah ini.

Teori relativitas itu tidak hanya satu, melainkan ada beberapa jenis.

Lantas apa bedanya dan bagaimana penggunaannya? Mari kita simak perlahan lahan.

Teori Relativitas Khusus

Pada teori relativitas kusus kita akan membahas mengenai struktur ruang dan waktu. Einstein memperkenalkan teori ini sejak tahun 1905 yaitu mengenai elektrodinamika benda bergerak.

Teori ini menjelaskan bahwa jika ada dua pengamat dalam kerangka acuan yang sama dan bergerak dengan kecepatan sama relatif terhadap pengamat lain, maka kedua pengamat tidak dapat memberi keputusan bahwa mereka bergerak ataupun diam.

Teori Relativitas Umum

Teori relativitas umum ini membicarakan tentang gravitasi yang telah dikembangkan einstein. Pengembangan ini didasari oleh asas ekivalensi.

Saat suatu benda dalam keadaan dipecepat dan diam disebuah medan gravitasi yang identik secara fisik menghasilkan jatuh bebs (gerak inersia).

Objek yang sedang jatuh bebas akan jatuh karena tidak ada gaya yang menahan, bukan karena gaya gravitasi yang diterapkan pada mekanika klasik.

Einstein menyatakan ruang dan waktu merupakan suatu kelengkungan. Pada tahun 1915 dia merancang hubungan kelengkungan ruang dan waktu terhadap massa, energi dan momentum.

Untuk mengetahui dan meramalkan kejadian dari teori relativitas maka kita permu memahami persamaan tersebut yang akan kita bahas dibawah ini.

Rumus Teori Relativitas

Einstein menyatakan bahwa tidak ada suatu benda yang dapat menyamai kecepatan cahya. Akan tetapi teori relativitas einstein diatas mengakibatkan perubahan yang agak menyimpang dari kejadian sehar-hari.

1. Rumus Relatifitas Kecepatan

v = v₁ + v₂ / (1 + v₁ v₂ /c²)

dimana

• v = laju objek 1 terhadap 2I
• v₁ = laju objek 3 terhadap 2
• v₂ = laju objek 2 terhadap 1
• c = kecepatan cahaya

2. Rumus Pemuaian Waktu

Δt = Δt₀ / √ (1-v²/c²)

Dimana

• Δt = perubahan waktu yang diamati pengamat yang bergerak dengan kecepatan v
• Δt₀ = perubahan waktu yang diamati pengamat yang diam
• v = kecepatan pengamat

3. Rumus Kontraksi Lorentz

L = L₀ √ (1-v²/c²)

Dimana

• L = panjang benda yang diamati pengamat yang bergerak dengan kecepatan v
• L₀ = panjang benda yang diamati pengamat yang diam
• v = kecepatan pengamat

4. Rumus Relativitas Massa dan Energi

m = m₀ / √ (1- v²/c²)

dimana

• m = massa benda yang diamati pengamat yang bergerak dengan kecepatan
• m₀ = massa benda yang diamati pengamat yang diam
• v = kecepatan pengamat

5. Rumus Energi Kinetik Benda Bermassa m₀

E_k = [m₀ c² / √ (1- v²/c²)]-m₀ c²

6. Rumus Energi total

E = E₀ + E_k

Dimana

• E₀ = energi diam (E=m₀c²)

Setelah kita membahas persamaan rumus dan definisi dari teori relativita maka kita sekarang akan menguji pemahaman kita. Mari kita kerjakan beberapa soal dibawah ini.

Contoh Soal Teori Relativitas

1. Sebuah partikel yang bererak dengan kecepatan 0.9c dengan massa diam sebuah partikel adalah m₀. Berapa massa partikel tersebut saat bergerak?

2. Seorang pengamat luar angkasa mengamati adanya dua pesawat antariksa x dan y yang datang menuju stasiun luar angkasa yang ditempati pengamat dari arah yang berlawanan dengan laju vx = vy = ½ c (c adalah cepat rambat cahaya). Berapa kelajuan pesawat x menurut pilot pesawat y?