Tugas Fisika "Relativitas" - Syahreza Sakti Putra - Tegar Hendrawan Saputra XII - IPA 4 SMAN 2 GunungPutri

1. Fisika Modern
“Relativitas Khusus”
Disusun Oleh :
Tegar Hendrawan Saputra
Syahreza Sakti Putra
XII – IPA 4
SMA NEGERI 2 GUNUNGPUTRI
KAB.BOGOR

2. Relativitas
 Teori relativitas Albert Einstein adalah sebutan untuk kumpulan
dua teori fisika: "relativitas umum" dan "relativitas khusus". Kedua
teori ini diciptakan untuk menjelaskan bahwa gelombang
elektromagnetik tidak sesuai dengan teori gerakan Newton.
 Gelombang elektromagnetik dibuktikan bergerak pada kecepatan
yang konstan, tanpa dipengaruhi gerakan sang pengamat. Inti
pemikiran dari kedua teori ini adalah bahwa dua pengamat yang
bergerak relatif terhadap masing-masing akan mendapatkan waktu
dan interval ruang yang berbeda untuk kejadian yang sama, namun
isi hukum fisika akan terlihat sama oleh keduanya.

3. Relativitas Khusus
 Relativitas khusus atau teori relativitas khusus adalah teori fisika yang diterbitkan
pada 1905 oleh Albert Einstein. Teori ini menggantikan pendapat Newton tentang
ruang dan waktu dan memasukan elektromagnetisme sebagaimana tertulis oleh
persamaan Maxwell. Teori ini disebut "khusus" karena dia berlaku terhadap prinsip
relativitas pada kasus "tertentu" atau "khusus" dari rangka referensi inertial dalam
ruangwaktu datar, di mana efek gravitasi dapat diabaikan. Sepuluh tahun kemudian,
Einstein menerbitkan teori relativitas umum (relativitas umum) yang memasukan
efek tersebut.
 Einstein menjelaskan bahwa ketika dua benda yang bergerak dengan kecepatan
konstan sebagai gerakan relatif antara dua benda, bukannya menarik bagi eter
sebagai kerangka acuan mutlak untuk mendefiniskan apa yang sedang terjadi. Jika
Anda dan beberapa astronot, Amber, yang bergerak dalam pesawat ruang angkasa
yang berbeda dan ingin membandingkan pengamatan Anda, yang penting adalah
seberapa cepat Anda dan Amber bergerak terhadap satu sama lain.
Teori Einstein didasarkan pada dua prinsip utama:
 Prinsip relativitas: Hukum-hukum fisika tidak berubah, bahkan untuk benda yang
bergerak dalam kerangka acuan inersia (kecepatan konstan).
 Prinsip kecepatan cahaya: Kecepatan cahaya adalah sama untuk semua pengamat,
terlepas dari gerakan mereka relatif terhadap sumber cahaya. (Fisikawan menulis
kecepatan ini menggunakan simbol c.)

4.  Teori Einstein relativitas khusus menciptakan hubungan mendasar antara ruang dan
waktu. Alam semesta dapat dilihat sebagai memiliki ruang tiga dimensi – atas / bawah, kiri /
kanan, maju / mundur – dan satu dimensi waktu. Ruang 4-dimensi ini disebut sebagai
kontinum ruang-waktu. Mempersatukan massa dan energi
 Karya paling terkenal dari kehidupan Einstein juga dari tahun 1905 (tahun yang
sibuk bagi dia), ketika ia menerapkan ide-ide kertas relativitas untuk datang
dengan persamaan E = mc2 yang mewakili hubungan antara massa (m) dan energi
(E ).
 Singkatnya, Einstein menemukan bahwa ketika sebuah benda mendekati
kecepatan cahaya, c, massa benda meningkat. Objek berjalan lebih cepat, tetapi
juga menjadi lebih berat. Jika itu benar-benar mampu bergerak pada c, massa
benda dan energi keduanya akan menjadi tak terbatas. Sebuah benda yang lebih
berat lebih sulit untuk mempercepat, sehingga tidak mungkin untuk pernah benar-
benar mendapatkan partikel sampai dengan kecepatan c.
 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.

5.  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.
 Teori ini juga menyebabkan banyak kejutan. Beberapa diantaranya adalah:
 Relativitas simultanitas: 2 kejadian yang simultan untuk 1 pengamat, mungkin
tidak simultan bagi pengamat lainnya jika ia bergerak relatif.
 Dilatasi waktu: Jarum jam akan bergerak lebih lambat daripada jam pengamat
yang "diam".
 Massa relativistik
 Kontraksi panjang: Objek akan memendek pada arah di mana mereka bergerak
dalam kaitannya dari pengamat.
 Ekivalensi massa–energi: E = mc2, energi dan massa ekivalen dan dapat berubah
satu sama lain.
 Kecepatan maksimum terbatas: Tidak ada objek, pesan, atau garis medan dapat
bergerak lebih cepat daripada kecepatan cahaya di ruang hampa.
 Efek gravitasi hanya dapat berpindah melalui ruang hampa pada kecepatan
cahaya, tidak lebih cepat atau seketik

6. Kecepatan Relativistik
Pembahasan soal kecepatan relativistik
1. 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 = ¾ c (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

7. Kontraksi Panjang
Pembahasan soal kontraksi panjang
1. Panjang benda diukur pengamat yang diam = 12 m. Berapakah panjang benda itu bila diukur
oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya) relatif
terhadap benda?
A. 12,6 m
B. 12,2 m
C. 9,6 m
D. 7,2 m
E. 6,0 m

8. Dilatasi Waktu
Pembahasan soal dilatasi waktu
1. Suatu peristiwa terjadi selama 3 sekon menurut pengamat yang bergerak menjauhi peristiwa
itu dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya). Menurut pengamat yang diam, peristiwa
tersebut terjadi selama selang waktu...
A. 5,0 s
B. 4,8 s
C. 3,0 s
D. 1,8 s
E. 1,2 s

9. Massa Relativistik
 Pembahasan soal massa relativistik
 Nomor 1
Massa diam sebuah partikel = m0. Massa partikel tersebut saat bergerak dengan
kecepatan 0,8 c akan bertambah menjadi...
A.1,25 m0
B.1,42 m0
C.1,52 m0
D.1,67 m0
E.1,92 m0

10. Energi Relativistik
 Sebuah partikel bergerak dengan laju v = ½ √3 c (c = laju cahaya). Jika
m0 = massa diam, m = massa bergerak, Ek = energi kinetik, dan E0 =
energi diam, maka berlaku...
A.m = ½ m0 dan Ek = ½ E0
B.m = 4/3 m0 dan Ek = E0
C.m = 3/2 m0 dan Ek = E0
D.m = 2 m0 dan Ek = 2 E0
E.m = 2 m0 dan Ek = E0