Materi perkuliahan fisika modern bab Relativitas Khusus bagian 2

1. Materi 2
Kelompok 5:
- Raodatul Jannah (140322600741)
- Ulwiyatus Sa’adah (140322603477)
- Wahidah Nur Lutfika Amini (140322600887)
Transformasi Lorentz
Partikel Tak Bermassa
Massa dan Energi
Relativitas Massa
Kemagnetan dan Kelistrikan

2. Review . . .
Prinsip relativitas Galilean dikenal sebagai prinsip
relativitas klasik karena hanya berkaitan dengan
hukum-hukum gerak Newton dan tidak meninjau
perambatan gelombang elektromagnetik (cahaya).
Dua postulat
Transformasi Galilean
Waktu adalah besaran mutlak
Hukum gerak Newton invarian
Kerangka acuan S’ bergerak
relatif terhadap S dalam arah
sumbu x

3. - Sistem kerangka acuan yang berlaku adalah kerangka
acuan inersial, karena S’ bergerak dengan kecepatan
tetap v terhadap S dan karena hukum Newton hanya
berlaku dalam kerangka tersebut.
Postulat relativitas Galilean

4. Prinsip relativitas Galilean hanya terbatas membuat
persamaan gerak Newton invarian, tetapi tidak
demikian pada persamaan elektromagnetik Maxwell,
sehingga dibutuhkan prinsip relativitas yang dapat
membuat persamaan Maxwell invarian.
Postulat Einstein untuk Teori Relativitas
Khusus
Prinsip Relativitas Khusus Einstein (1905)

5. Kemagnetan dan Kelistrikan
Gaya magnetik adalah modifikasi dari gaya
istrik sebagai akibat dari gerak relatif
antara muatan
Muatan listrik secara relativistik bersifat
invarian

8. MASSA DAN ENERGI
Dimana
Perhitungan Energi Kinetik secara
relativistik:
Dengan memakai bentuk relativistik
hukum gerak kedua
Sehingga

9. Dengan menggunakan Integrasi Parsial
Maka:
Energi Kinetik suatu benda sama dengan
pertambahan massa nya sbg akibat gerak
relatifnya dikalikan dgn kuadrat kelajuan cahaya.

10. Persamaan K dapat ditulis menjadi
Energi total
Dengan:
sbg Energi Total (E)
Ketika benda diam K=0
sbg Energi Diam (E0)
Sehingga

11. Massa dapat diciptakan dan dimusnahkan
Rumus relativistik utuk Energi Kinetik ialah:
Karena maka gunakan uraian binomial
berlaku untuk
Sehingga didapat
Jadi

12. PARTIKEL TAK BERMASSA
Partikel akan memiliki massa diam hanya bila
partikel itu bergerak dengan kelajuan cahaya.
Dalam mekanika klasik, suatu partikel harus
mempunyai massa diam supaya memiliki energi
& momentum, tetapi dalam mekanika
relativistik tak berlaku.

13. Energi Total
Momentum Relativistik
Jika m0=0 dan v<c maka E=p=0
Jika m0=0 dan v=c, E=p=0/0 maka hasil tak tentu,
harga E dan p bisa berapa saja.
E=pc berlaku untuk partikel tak bermassa
Maka

14. Jika E = 0 maka E = pc
2 jenis partikel tak bermassa yang telah
ditemukan:
Foton
Neutrino

15. Relativitas Massa
Tumbukan elastis oleh pengamat yang berbeda

16. Pengamat S dan S’ melihat selang waktu yang berbeda
Kekekalan momentum dalam kerangka S:
dan

17. Berbeda saat ditinjau kerangka S’, waktu yang
dibutuhkan B:
sehingga
Momentum kekal jika

18. Massa benda yang bergerak ternyata lebih besar
daripada massa ketika benda diam terhadap pengamat
Massa relativistik
Pertambahan massa relativistik akan lebih tampak
pada kelajuan yang mendekati kelajuan cahaya,
karena efek relativistik terukur pada sistem dengan
kelajuan cukup tinggi. Namun tidak ada benda
yang dapat bergerak secepat atau bahkan lebih
cepat dari kelajuan cahaya

19. Momentum Relativistik
Hukum Kedua
Relativistik
Tidak setara dengan
Gaya resultan pada benda selalu sama dengan laju
perubahan momentum terhadap waktu

20. Transformasi Lorentz
- Turunan transformasi koordinat yang menghubungkan
kerangka acuan inersial S (x, y, z, t) dan S’ (x’, y’, z’ t’) yang
bergerak dengan kelajuan v terhadap S dan memenuhi
persyaratan prinsip relativitas khusus Einstein
- Adapun Transformasi Koordinat Lorentz:
merupakan faktor
pembanding yang tidak
bergantung dari x atau t,
tetapi dapat merupakan
fungsi dari v
dengan

21. Transformasi Koordinat Lorentz Balik
Penggantian tanda v
dimaksudkan supaya
memperhitungkan
perbedaan arah
gerak relatif