RELATIVITAS: SOAL DAN PEMBAHASAN

RELATIVITAS: SOAL DAN PEMBAHASAN

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               

PEMBAHASAN

2.  Suatu peristiwa terjadi selama 3 s menurut pengamat yang bergerak menjauhi peristiwa itu dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya). Menurut pengamat yang diam, peristiwa itu terjadi dalam selang waktu…

A. 5,0 s

B. 4,8 s

C. 3,0 s

D. 1,8 s

E. 1,2 s

Pembahasan
Diketahui :

t= 3 sekon

v = 0,8 c

Ditanya : Selang waktu kejadian menurut pengamat yang diam (t_m)
Jawab :

Rumus dilatasi waktu :

          

Keterangan : 

t_m = Selang waktu kejadian menurut pengamat yang bergerak

t_s = Selang waktu kejadian menurut pengamat yang diam

Selang waktu kejadian menurut pengamat yang diam :

           

3.  Sebuah partikel bergerak dengan laju v = ½  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

Pembahasan

      

4.  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

5.  Panjang benda diukur saat bergerak menyusut 20 cm dari panjangnya saat diukur dalam keadaan diam. Bila panjang benda diukur dalam keadaan diam panjangnya 1 m dan c = kecepatan cahaya, maka kecepatan gerak benda adalah…
A. 0,2 c
B. 0,3 c
C. 0,4 c
D. 0,6 c
E. 0,8 c

6.  Benda bergerak dengan laju 0,6 c dengan arah sesuai panjang benda. Bagi pengamat yang diam terlihat panjang benda mengalami penyusutan sebesar…
A. 6 %
B. 20 %
C. 36 %
D. 64 %
E. 80 %

7.  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

8.  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.  Sebuah benda yang bermassa 8 kg dalam keadaan diam, diukur oleh seorang pengamat yang bergerak dengan kelajuan 0.6c. Tentukanlah persentase peningkatan massa benda tersebut ketika dikur oleh pengamat yang telative bergerak!

Jawab:
Besaran yang diketahui.

  m_{o =  0,8 kg}

  _{v = 0,6 c}

Massa relativistik benda tersebut adalah

Persentase kenaikan massa benda yaitu

10. Panjang benda diukur oleh pengamat 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

PEMBAHASAN
Diketahui :
L_o = 12 meter
v = 0,8 c
Ditanya : Panjang benda bila diukur oleh pengamat yang bergerak (L)
Jawab :
Rumus kontraksi panjang :

Keterangan :
L_o = Panjang benda ketika diukur oleh pengamat diam
L = Panjang benda ketika diukur pengamat yang bergerak 
v = Kecepatan gerak pengamat 
c = Kecepatan cahaya
Panjang benda bila diukur oleh pengamat yang bergerak :Jawaban yang benar adalah D.