TEORI RELATIVITAS KHUSUS


FISIKA MODERN – TEORI RELATIVITAS KHUSUS

FISIKA MODEREN - TEORI RELATIVITAS KHUSUS
Cara Pintar Cepat Pintar Fisika; Christian Huygens, tentang “teori eter alam” : bahwa cahaya pada dasarnya sama dengan bunyi. Jadi untuk merambat membutuhkan medium perantara, yang disebut eter.
Pada tahun 1887 Michelson dan Morley mengadakan percobaan-percobaan yang sangat cermat, hasilnya sangat mengejutkan, karena adanya eter tidak dapat dibuktikan dengan percobaan. Hasil percobaan Michelson dan Morley menunjukkan; hipotesa tentang medium eter tidak dapat diterima sebagai teori yang benar, sebab medium eter tidak dapat dibuktikan dan kecepatan cahaya adalah sama dalam segala arah, tidak bergantung kepada gerak bumi.

AZAS RELATIVITAS EINSTEIN

Pada tahun 1905, mempubilkasikan makalah berjudul”Elektrodinamika benda bergerak” yang menyajikan teori relativitas khusus, berdasarkan dua postulat utama:
Postulat Einstein
  1. Prinsip relativitas (postulat pertama): Hukum-hukum fisika adalah sama untuk setiap kerangka acuan, baik kerangka acuan yang diam maupun kerangka acuan yang bergerak.
  2. Einstein mengusulkan bahwa kecepatan cahaya yang besarnya sama ke segala arah itu berlaku ditempat-tempat lain dalam alam semesta ini. Tegasnya kecepatan cahaya adalah sama, tidak bergantung kepada gerak sumber cahaya maupun pengamatnya.
Teori Einstein membawa akibat-akibat yang sangat luas dirasakan agak menyimpang dari pengalaman-pengalaman yang kita peroleh sehari-hari sebagai Efek dari Relativitas Khusus. Diantaranya adalah :
  1. Kecepatan relatif
  2. Dilatasi waktu (termasuk “paradok kembar” yang terkenal)
  3. Konstraksi panjang ( konstraksi Lorentz)
  4. Massa relativistik
  5. Energi kinetik relativistik
  6. Energi total relativistik
  7. Momentum relativistik
  8. Efek Doppler relativistk
  9. Simultanitas dan sinkronisasi waktu

1. Kecepatan Relatif

Bila     adalah laju kereta api relatif terhadap tanah, dan     adalah laju orang relatif terhadap kereta api, maka laju orang relatif terhadap tanah :
1

2. Dilatasi waktu (Perpanjangan waktu)

Waktu yang diamati oleh pengamat yang diam (   ) dengan waktu yang diamati oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan v adalah berbeda, dimana :  adalah waktu yang tercatat menurut pengamatan pengamat yang bergerak dengan kecepatan v.

2

Analisa ini menunjukkan bahwa benda yang bergerak relatif lebih lambat waktunya bila dibandingkan dengan benda yang dalam keadaan diam. Hal ini dapat dibuktikan dengan adanya PENOMENA ANAK KEMBAR.

3. Kontraksi Lorentz.

Benda yang panjangnya L, oleh pengamat yang bergerak sejajar dengan panjang benda dan dengan kecepatan v, panjangnya akan teramati sebagai L.

3

Konsep ini juga berlaku untuk dua dimensi, yaitu Luas benda dan tiga dimensi atau Volume benda.

4. Massa Relavistik

Massa benda yang teramati oleh pengamat yang tidak bergerak terhadap benda, berbeda dengan massa yang teramati oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan v terhadap benda.

4

m = adalah massa yang teramati oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan v terhadap tanah dan     massa yang teramati oleh pengamat yang tidak bergerak terhadap benda.

5. Energi Relativistik

Didalam mekanika relativistik, benda yang dalam keadaan diam dengan massa diam     memiliki energi sebesar:

5A

dan energi benda yang sedang bergerak dengan kecepatan konsten sebesar v adalah memiliki energi total (mekanik) sebesar:

5B

sehingga energi kinetik benda adalah:

5C

atau

5D

untuk v << c maka

5E

LATIHAN SOAL:

  1. Sebuah pesawat angkasa bergerak dengan kecepatan 0,5 c terhadap pengamat yang diam. Pesawat angkasa ke-dua bergerak dengan kecepatan 0,5 c relatif terhadap pesawat yang pertama. Berapa kecepatan pesawat ke-dua menurut pengamat yang diam ?
  2. Seseorang yang bergerak dengan laju 0,8 c melihat orang yang memungut sebuah jam. Menurut pengamatannya orang itu memungut jam dalam tempo 10 detik. Berapa lama waktu itu dirasakan oleh orang yang memungut jam ?
  3. Dua orang kembar A dan B berumur 25 tahun. Pada usia tersebut A berkelana dengan pesawat antariksa ke suatu planet diluar tata surya kita. A kembali ke bumi tepat ketika B berusia 35 tahun. Jika kecepatan pesawat antariksa 0,98 c, berapakah umur B menurut pengamatan A ?
  4. Sebuah benda dalam keadaan diam massanya 1 kg. Berapakah massa benda itu jika bergerak dengan kecepatan 0,4 c ?
  5. Benda yang panjangnya 100 m diamati oleh pengamat yang bergerak sejajar dengan panjang kawat dan dengan laju 2.105 km/s. Berapakah panjang benda itu menurut pengamatan orang yang bergerak ?
  6. Seorang antariksawan dari dalam pesawatnya melihat pesawat lain bergerak dengan kecepatan 0,4 c mendekati pesawatnya. Pesawat itu dilihat dari bumi bergerak dengan kecepatan 0,5 c. Menurut Eisntein berapa kecepatan pesawat yang dinaiki antariksawan tersebut bila diamati dari bumi

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s