Sebuah pesawat yang massa diamnya mo bergerak dengan kecepatan maka energi totalnya sekarang menjadi

Fisikastudycenter.com - Belajar ujian nasional fisika sma indikator ke -29 / kompetensi 6 bagian 3, berkaitan dengan relativitas.

Indikator Tahun 2012

- Menentukan besaran-besaran fisis terkait dengan teori relativitas.

Berikut contoh soal terkait materi relativitas diambil dari soal-soal Ebtanas, UAN, maupun UN untuk persiapan ujian nasional mendatang. Untuk memudahkan pembahasan ingat terlebih dahulu tentang tetapan transformasi (γ) dan angka-angka yang sering muncul.

Tetapan Transformasi

dimana γ adalah tetapan transformasi ν adalah kelajuan atau kecepatan benda (dengan nilai-nilai mendekati kecepatan cahaya) c adalah kecepatan cahaya di vakum

Angka-Angka 0,8 c dan 0,6 c

Jika nilai ν pada rumus tetapan transformasi diatas diisi dengan angka 0,8 c dan 0,6 c maka tetapan transformasi yang dihasilkan adalah sebagai berikut:

Catatan: 1 - (0,8/c)2 pada persamaan diatas seharusnya tertulis 1 - (0,8 c/c)2

Catatan: 1 - (0,6/c)2 pada persamaan diatas seharusnya tertulis 1 - (0,6 c/c)2

Disarankan dua nilai tersebut ( v = 0,8 c → γ = 10/6 dan v = 0,6 c → γ = 10/8 )untuk dihafal, akan menghemat waktu hitung.
Rumus selengkapnya untuk kontraksi panjang, pemuluran waktu, massa dan energi relativistik:

Contoh-Contoh Soal 1) Dari Ebtanas 1986

Sebuah partikel bergerak dengan laju V = 1/2 c√3 (c = laju cahaya). Jika mo = massa diam, m = massa bergerak, Ek = energi, Eo = energi diam, maka berlaku....

A. m = 1/2 mo; Ek = 1/2Eo
B. m = 4/3 mo; Ek = Eo
C. m = 3/2 mo; Ek = Eo
D. m = 2 mo; Ek = 2 Eo
E. m = 2 mo; Ek = Eo

Pembahasan

Tentukan nilai γ terlebih dahulu dengan dengan cara seperti dua contoh di atas:

Hubungan antara massa diam dengan massa bergerak adalah :

m = γ mo

Sehingga :

m = 2 mo

Hubungan antara Energi kinetik dan energi diam adalah sebagai berikut:

Ek = (γ − 1) Eo

sehingga

Ek = (2 − 1) Eo

Ek = Eo 2) Dari Ebtanas 1989 Sebuah benda dalam keadaan diam panjangnya Xo, kemudian digerakkan dengan kecepatan V (mendekati kecepatan cahaya), maka panjang benda menurut pengamat diam yang berada sejajar arah panjang benda adalah …

Pembahasan Hubungan panjang benda saat diam dengan benda saat bergerak dengan kecepatan v yang mendekati kecepatan cahaya adalah X = Xo/γ jika kita masukkan nilai γ maka akan didapatkan seperti pilihan A 3) Dari Ebtanas 1991 Massa benda yang bergerak dengan kecepatan 0,6 c (c = kecepatan cahaya) akan berubah menjadi n kali massa diamnya, maka n adalah … A. 0,80 B. 1,25 C. √2 D. √3 E. 3

Pembahasan

Saatnya dipakai apa yang telah dihafal tadi, Jika ν = 0,6 c maka γ = 10/8 sehingga

m = γ mo

m = 10/8 mo = 1,25 mo

4) Dari Soal Ebtanas 1992 Benda bergerak dengan laju 0,6 c dengan arah sesuai dengan panjang benda. Bagi pengamat yang diam terlihat panjang benda itu mengalami penyusutan sebesar … A. 6 % B. 20 % C. 36 % D. 64 % E. 80 %

Pembahasan

ν = 0,6 c → γ = 10/8 Hubungan antara panjang saat benda diam dan saat bergerak jika kita pakai istilah Lo dan L adalah L = Lo / γ L = Lo / (10/8) = 8/10 Lo = 80% Lo Jadi susut panjangnya adalah 20% 5) Dari Soal Ebtanas 1994 Dua benda bergerak dengan kecepatan masing-masing 1/2 c dan 1/4 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. 0,75 c

Pembahasan

Soal ini tentang Penjumlahan Kecepatan Relativistik

6) Dari Soal Ebtanas 1996

Massa diam suatu benda mo dan massa bergeraknya m. Apabila benda itu bergerak dengan kecepatan 0,6 c dimana c = laju cahaya dalam ruang hampa, maka hubungan mo dan m yang benar adalah …

A. mo = 1,25 m B. mo = 0,8 m C. mo = 1,0 m D. mo = 0,5 m E. mo = 0,6 m

Pembahasan

Dengan cepat kita tahu γ = 10/8 Hubungan m dengan mo adalah

m = γ mo

m = 10/8 mo atau

mo = 8/10 m = 0,8 m

7) Dari Soal Ebtanas 1997 Pada saat bergerak, panjang sebuah pesawat menjadi 1/2 panjang pesawat itu dalam keadaan diam. Jika c = kecepatan cahaya, maka kecepatan pesawat itu relatif terhadap pengamat yang diam adalah … A. 1/2 c B. 1/2 c√2 C. 1/2 c√3 D. 3/4 c E. 4/3 c

Soal ini untuk dicoba ! Kunci Jawaban : C

8) Dari Soal Tahun 1999 Sebuah pesawat ruang angkasa yang mengitari bumi sambil memancarkan sinyal diamati dari bumi. Kecepatan pesawat 0,6 c. Ternyata sinyal memiliki periode 24 menit. Jika c adalah laju cahaya di udara maka perioda sinyal yang sebenarnya adalah .... A . 40 menit B . 30 menit C . 24 menit D. 19,2 menit E. 14,4 menitSoal ini untuk dicoba ! 9) Dari Soal UAN 2004 Sebuah roket waktu diam di bumi mempunyai panjang 100 m. Roket tersebut bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya dalam vakum). Menurut orang di bumi, panjang roket tersebut selama bergerak adalah (dibulatkan) … A. 50 m B. 60 m C. 70 m D. 80 m E. 100 mSoal ini untuk dicoba ! Kunci Jawaban : B 10) Dari Tahun 2005 Sebuah pesawat antariksa melewati bumi dengan kelajuan 0,6 c. Menurut penumpang pesawat panjang pesawat L, maka menurut orang di bumi panjang pesawat adalah … A. 2 L B. L C. 0,8 L D. 0,6 L E. 0,4 LSoal ini untuk dicoba ! Kunci Jawaban : C 11) Dari Soal Ujian Nasional Fisika Tahun 2008 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 mSoal ini untuk dicoba ! Kunci Jawaban : B12) Dari Soal UN Fisika SMA 2011

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 = ¾c (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

Soal ini untuk dicoba, lihat contoh nomor 5 ! Kunci Jawaban : C

Preparedby : fisikastudycenter

Tentukan:1.jarak bayangan2.pembesaran bayangan 3.tinggi bayangan4.sifat bayangan

28. pemantulan gelombang bunyi terjadi pada saat gelombang bunyi mengenai permukaan keras, maka pemantulan bisa dikurangi dengan memasang permukaan ya … ng lembut dan lunak. misalnya adalah busa, gabus, kain dan karpet. fungsi pemasangan benda lembut terhadap permukaan yang keras adalah .... a menghantarkan bunyi b. membiaskan bunyi c. memantulkan bunyi d. menyerap bunyi

3. buah kelapa dengan massa 2,5 kg jatuh dari pohonnya dengan ketinggian 4 m. jika percepatan gravitasi sebesar 10 m/s2. berapa energi potensialnya…

3. dengan menggunakan persamaan n=c’/c dan n1sin i = n2 sin r, tentukan indeks bias kaca dan kecepatan rambat cahaya dalam balok kaca!

3. energi geotermal merupakan salah satu energi alternatif yang potensial dikembangkan di indonesia. hal tersebut dipengaruhi oleh faktor ....

4. agar lensa cembung yang memiliki jarak fokus 20 cm dapat membentuk bayangan nyata pada jarak setengah kali jarak bendanya, di manakah benda harus d … i letakkan terhadap lensa cembung tersebut?

4. besaran yang merupakan besaran yang dijabarkan dari besaran-besaran pokok dinamakan besaran ..... a. internasional b. turunan c. standar d. panjang

8.seekor kelelawar memancarkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 24.000 hz untuk mendeteksi makanan di depannya. cepat rambat bunyi di udara 300 m … /s dan kelelawar mampu mendeteksi pantulan dalam waktu 0,3 detik. jika kelelawar bergerak dalam waktu 3 m/s, waktu yang dibutuhkan kelelawar hingga mencapai makanan sebesar 30 s. buktikan bahwa pernyataan tersebut benar!

Adalah benda yang memiliki kemampuan dapat menarik benda lain.

sebuah benda pada 10 detik pertama menempuh jarak 200 m sedangkan 20 detik berikutnya menempuh jarak 400 m dengan kecepatan berbeda berapakah perpinda … han benda tersebut pada 30 detik berikutnya