3. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
Apakah relativitas itu?
Suatu benda dianggap bergerak jika sudah diambil suatu
kerangka khusus yang dianggap sebagai kerangka acuan.
Contohnya saat pengendara sepeda motor melewati orang
yang sedang duduk dipinggir jalan. Dari kejadian tersebut,
pengendara sepeda motor sedang bergerak terhadap
orang yang duduk, tetapi diam terhadap sepeda motor.
Jadi, keadaan diam atau bergerak adalah relatif.
Dalam suatu kejadian terdapat pengamat dan kerangka
acuan. Kejadian merupakan peristiwa fisika yang terjadi
dalam suatu ruang dan waktu tertentu. Pengamat
merupakan alat ukur yang melakukan pengukuran
terhadap suatu kejadian. Kerangka acuan merupakan suatu
sistem koordinat yang digunakan pengamat untuk
menentukan posisi kejadian dalam suatu ruang.
7. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
Dengan mendiferensikan kecepatan terhadap
waktu dapat diperoleh transformasi Galileo untuk
percepatan dapat dituliskan sebagai berikut :
A’x=Ax
A’y=Ay
A’z=Az
Keterangan :
U’x = kecepatan benda sejajar sumbu X’ pada
kerangka acuan S’
U’y= kecepatan benda sejajar sumbu Y’ pada
kerangka acuan S’
U’z = kecepatan benda sejajar sumbu X’ pada
kerangka acuan S’
8. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
Relativitas Newton
Prinsif relativitas newton dikemukakan
oleh Galileo dan Newton. Prinsif ini
menyatakan bahwa hukum-hukum
mekanika berlaku sama pada kerangka
acuan. Kerangka acuan inersial yaitu
suatu kerangka acuan yang berada dalam
keadaan diam atau bergerak terhadap
acuan lainnya dengan kecapatan konstan
pada suatu garis lurus.
9. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
Kegagalan Relativitas Klasik
Relativitas klasik (yang diperkenalkan pertama kali oleh Galileo Galilei dan
didefinisikan ulang oleh Sir Isaac Newton) mencakup transformasi
sederhana diantara benda yang bergerak dan seorang pengamat pada
kerangka acuan lain yang diam (inersia).
Jika kamu berjalan di dalam sebuah kereta yang bergerak, dan seseorang
yang diam diatas tanah (di luar kereta) memperhatikanmu, kecepatanmu
relatif terhadap pengamat adalah total dari kecepatanmu bergerak relatif
terhadap kereta dengan kecepatan kereta relatif terhadap pengamat. Jika
kamu berada dalam kerangka acuan diam, dan kereta (dan seseorang yang
duduk dalam kereta) berada dalam kerangka acuan lain, maka pengamat
adalah orang yang duduk dalam kereta tersebut.
Eksperimen Michelson-Morley, bagaimanapun juga telah gagal untuk
mendeteksi gerak bumi relatif terhadap eter, dan tak ada seorangpun yang
bisa menjelaskan fenomena ini. Ada sesuatu yang salah dalam interpretasi
klasik dari relatifitas jika diaplikasikan pada cahaya…dan kemudian
muncullah pemahaman baru yang lebih matang setelah Einstein datang
untuk menjelaskan fenomena ini.
10. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
PostulatEinstein
Prinsip relativtas (postulat pertama):
Hukum-hukum fisika adalah sama
untuk setiap kerangka acuan.
Prinsip kekonstanan kecepatan cahaya
(postulat kedua): Cahaya dapat
merambat dalam vakum (misalnya,
ruang vakum, atau “ruang bebas”),
kecepatan cahaya dinotasikan dengan
c, yang konstan terhadap gerak benda
yang meiliki radiasi.
11. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
• Relativitas khusus
• Tulisan Einstein tahun 1905, “Tentang Elektrodinamika Benda
Bergerak”, memperkenalkan teori relativitas khusus. Relativitas
khusus menunjukkan bahwa jika dua pengamat berada dalam
kerangka acuan lembam dan bergerak dengan kecepatan sama
relatif terhadap pengamat lain, maka kedua pengamat tersebut
tidak dapat melakukan percobaan untuk menentukan apakah
mereka bergerak atau diam. Bayangkan ini seperti saat Anda
berada di dalam sebuah kapal selam yang bergerak dengan
kecepatan tetap. Anda tidak akan dapat mengatakan apakah
kapal selam tengah bergerak atau diam. Teori relativitas khusus
disandarkan pada postulat bahwa kecepatan cahaya akan sama
terhadap semua pengamat yang berada dalam kerangka acuan
lembam.
• Postulat lain yang mendasari teori relativitas khusus adalah
bahwa hukum fisika memiliki bentuk matematis yang sama
dalam kerangka acuan lembam manapun. Dalam teori
relativitas umum, postulat ini diperluas untuk mencakup tidak
hanya kerangka acuan lembam, namun menjadi semua
kerangka acuan.
Postulat
Einsten
12. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
• Relativitas umum
• Relativitas umum diterbitkan oleh Einstein pada 1916
(disampaikan sebagai satu seri pengajaran di hadapan
“Prussian Academy of Science” 25 November 1915). Akan
tetapi, matematikawan Jerman David Hilbert menulis dan
menyebarluaskan persamaan sejenis sebelum Einstein. Ini
tidak menyebabkan tuduhan pemalsuan oleh Einstein, tetapi
kemungkinan mereka merupakan para pencipta relativitas
umum.
• Teori relativitas umum menggantikan hukum gravitasi Newton.
Teori ini menggunakan matematika geometri diferensial dan
tensor untuk menjelaskan gravitasi. Teori ini memiliki bentuk
yang sama bagi seluruh pengamat, baik bagi pengamat yang
bergerak dalam kerangka acuan lembam ataupun bagi
pengamat yang bergerak dalam kerangka acuan yang
dipercepat. Dalam relativitas umum, gravitasi bukan lagi
sebuah gaya (seperti dalam Hukum gravitasi Newton) tetapi
merupakan konsekuensi dari kelengkungan (curvature) ruang-
waktu. Relativitas umum menunjukkan bahwa kelengkungan
ruang-waktu ini terjadi akibat kehadiran massa.
Postulat
Einsten
16. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
2. Penjumlahah Kecepatan Relativistik
B →
A
→
Pengamat D
Berdasarkan transformasi Lorentz tentang kecepatan. Perhatikan
gambar diatas sebuah bola B dilempar oleh A yang arah kecepatannya
sama dengan mobil. Bola ini di amati oleh pengamat D.
Kecepatan Bola relatif terhadap D :
22. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
1. Sebuah bus bergerak dengan kecepatan konstan
90km/jam. Di dalam bus tersebut seorang
Kondektur berjalan dengan kecepatan 1 km/jam
searah dengan bus. Hitunglah kecepatan gerak
kondektur menurut orang yang diam ditepi
jalan!
Penyelesaian :
Diketahui : v = 90 km/jam
u’x = 1 km/jam
Ditanya : ux
Penyelesaian
u’x = ux - v => ux = u’x + v
= 1 + 90 = 91 km/jam
Jadi, kecepatan kondektur menurut pengamat yang
diam di pinggir jalan adalah 91 km/jam.
23. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
2. Seorang pengendara sepeda motor mengendarai sepeda motor
dengan kecepatan 54 km/jam dan melewati seorang pedagang
bakso yang diam di pinggir jalan. 3 sekon kemudian, pedagang
bakso tersebut melihat seorang pengendara sepeda melaju
searah dengan sepeda motor pada jarak 5m. Tentukan koordinat
burung tersebut menurut pengedara sepeda motor!
Penyelesaian :
Diket : Vsepeda motor = 54 km/jam = 15 m/s
t = 3s
x = 5m
Koordinat sepeda menurut tukang bakso (5,0,0)
Ditanya : koordinat pengendara sepeda menurut pebgebdara
sepeda motor?
Jawab:
X’ = x-vt
= 5-15 (3)
=-40
Jadi koordinat penendara sepeda menurut pengendara sepeda
motor adalah (-40,0,0)
27. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
1. Sebuah partikel ditembakkan dari
dalam pesawat antariksa dengan
kelajuan 0,3c searah denga gerak
pesawat. Apabiala pesawat bergerak
dengan kelajuan 0,9c. Berapa
kecepatan partikel tersebut
berdasarkan pengamat dibumi ..
a. 0,30c d. 0,90c
b. 0,45c e. 1,20c
c. 0,60c
28. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
2. Menurut pengamat disebuah planet
ada dua pesawat antariksa yang
mendekatimya dari arah yang
berlawanan, masing-masing pesawat
A kecepatannya 0,5c dan kecepatan
pesawat B 0,4c. Menurut pesawat A,
besar kecepatan pesawat B adalah ...
a. 0,1c d. 0,75c
b. 0,25c e. 0,9c
c. 0,4c
29. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
3. Seseorang membonceng sepeda
motor yang bergerak dengan
kelajuan 72 km/jam. Orang tersebut
melempar bola dengan kelajuan 36
km/jam berlawanan arah dengan
gerak sepeda motor. Kelajuan bola
terhadap orang yang diam di tepi
jalan adalah ... m/s.
a. 10 d. 19
b. 15 e. 21
c. 18
30. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
4. Panjang sebuah tongkat ketika diukur
dibumi adalah 50cm. Menurut
pengamat dibumi saat tongkat
tersebut berada ulang-alik yang
bergerak dengan kelajuan0,6c adalah
... m.
a. 0,2
b. 0,3
c. 0,4
d. 0,5
e. 0,6
31. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
5. Seorang penunggang kuda memacu
kudanya dengan kelajuan 4 m/s di
lapangan pacu. Penunggang kuda
tersebut melemperkan bola kearah
belakang dengan kelajuan 1 m/s.
Menurut orang yang diam di pinggir
lapangan kelajuan bola adalah ....
m/s.
a. 1 d. 4
b. 2 e. 5
c. 3
32. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
6. Sepasang anak kembar Tina dan Tini
melekukan aktivitas yang berbeda.
Tina tetap tinggal dibumi dan Tini
pergi keluar angkasa yang bergerak
dengan kelajuan 0,8c. Kemudian
selama 12 tahun, perjalanan Tini
berakhir dan kembali ke bumi.
Menurut Tina, Tini melakukan
perjalanan selama .... tahun.
a. 10 d. 20
b. 12 e. 24
c. 18
33. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
7. Sebuah partikel yang bergerak
dengan kelajuan 0,3c terhadap
kerangka acuan laboratorium
memancarkan sebuah elektron
searah dengan kecepatan 0,3c relatif
terhadap partikel. Laju elekron
menurut kerangka acuan
laboratorium palin dekat nilainya
dengan ...
a. 0,32c c. 0,66c e. 0,90c
b. 0,51c d. 0,76c
34. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
8. Sebuah pesawat supersonik terbang
dengan kelajuan 340 m/s relatif
terhadap pengamat di bumi. Seorang
awak dalam pesawat tersebut
menembakkan sebuah peluru dengan
kelajuan 300 m/s searah dengan
pesawat. Kelajuan peluru menurut
pengamat yang diam di tanah adalah
... m/s
a. 40 d. 340
b. 60 e. 640
c. 300
35. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
9. Suatu perlombaan GP1 diadakan di Sirkuit
Sentol Jakarta. Pembalap Valentino Rossi
melaju dengan kelajuan 180 km/jam
melewati penonton A yang diam di pinggir
sirkuit. Selang waktu 3s, penonton melihat
pembalap Pedrosa dibelakang Rossi pada
jarak 300m berusaha menyusulnya.
Menurut Rossi, koordinat Pedrosa adalah
...
a. (150,0,0,3) d. (3,150,0,0)
b. (180,0,0,3) e. (0,180,3,0)
c. (300,0,0,3)
36. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
10. Luas suatu bidang persegi diukur
oleh pengamat yang diam
memiliki X m2. menurut pengamat
yang bergerak dengan kelajuan
0,8c, luas bidang persegi tersebut
sebesar 2,4 m2. panjang salah satu
sisi bidang tersebut menurut
pengamat yang diam adalah ... m.
a. 2 c. 4 e. 4,8
b. 2,2 d. 4,5
37. Materi
Contoh Soal
Daftar
Pustaka
Uji
Kompetensi
• Schwartz. H. M., 1986, Introduction to
Special Relativity, New York: McGraw-
Hill.
• Beiser, A., 1983, Concepts of Modern
Physics, New York: McGraw-Hill,inc.
• . Einstein, A., 1951, The Meaning of
Relativity, New York, USA: Crown
Publisher, Inc.
• kurniafisika.wordpress.com/2009/10/03/
gambaran-umum-teori-relativitas-
einstein/
• Buku PR Fisika tahun 2012/2013 terbitan
Intan Pariwara
