Sebuah partikel yang bergerak dengan laju v 0, 8 c energi kinetik yang dihasilkan jika adalah

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

Home / Fisika / Soal IPA

Sebuah partikel bergerak dengan laju v = ½√3c (c = kecepatan cahaya). Jika m0 = massa diam, m = massa bergerak, Ek = energi, dan E0 = energi diam, berlaku ….

Pertama-tama kita cari persamaan berikut:

Hubungan antara massa diam dengan massa bergerak adalah:

Hubungan antara energi kinetik dan energi diamnya adalah sebagai berikut:

Jawaban: E

------------#------------

Jangan lupa komentar & sarannya
Email:  

Newer Posts Older Posts

Diketahui :

 

Untuk menentukan momentum yang dihasilkan partikel, maka dapat digunakan persamaan sebagai berikut.

Jadi, momentum yang dihasilkan adalah