RELATIVITAS

RELATIVITAS

FISIKA KELAS XII SEMESTER 2

Yeti Rusmiati, S.Pd., M.PFis
NIP. 19750626 200801 2 002

TUJUAN PEMBELAJARAN

​Setelah mempelajari BAB Relativitas ini kalian dapat:

membedakan fenomena gerak pada suatu kerangka referensi, mengorelasikan postulat Einstein tentang relativitas khusus yang pertama dan kedua mengenai gerak relatif melalui berbagai fenomena dalam kehidupan sehari-hari, dan menganalisis besaran fisis dampak teori relativitas Einstein pada, dilatasi waktu, penambahan kecepatan, dan pengerutan panjang

Multiple Choice

postulat Einstein tentang relativitas khusus terdiri dari ....

• 1

• 2

• 3

• 4

• 5

Multiple Select

Berikut ini yang termasuk besaran fisis dampak teori relativitas Einstein adalah ....

• dilatasi waktu

• penambahan kecepatan

• pengerutan panjang

• penambahan massa jenis

• pengurangan energi

Gerak Relatif Newton

Teori relativitas Newton mempelajari bagaimana pengukuran besaran fisika yang bergantung pada kerangka acuan dari pengamat.
Menurut Newton (1642-1726) suatu benda dikatakan bergerak apabila kedudukan benda tersebut berubah terhadap kerangka acuannya. Kerangka acuan Newton disebut dengan kerangka inersia. Kerangka acuan merupakan tempat dimana benda tersebut bergerak

Contoh gerak relatif Newton

Saat seorang pengamat di luar kereta api mengamati bahwa penumpang dalam kereta api diam, sedangkan penumpang di dalam kereta api berasumsi bahwa dirinya ikut bergerak bersama dengan kereta api tersebut, sehingga munculah gerak relativitas Newton yang

menyatakan bahwa hukum-hukum mekanika berlaku sama pada semua kerangka acuan inersial.

Multiple Choice

Tempat dimana benda bergerak menurut Newton disebut ....

• Medium

• Kerangka acuan

• Inersia

• Dinamis

• Relativitas

Pada tahun 1887, fisikawan Amerika A.A.Michelson (1852-1931) dan E.W. Morley (1838-1923) melakukan Eksperimen yang bertujuan untuk membuktikan ada tidaknya medium eter yang dapat diajadikan sebagai kerangka inersial. Eksperimen tersebut dirancang untuk mengukur kelajuan bumi relatif pada luar angkasa yang dianggap mengandung eter oleh Maxwell (1831-1879). Fisikawan ini menggunakan alat yang sangat sensitif terhadap cahaya yang disebut interferometer.

​

​2. Relativitas Einstein

​Eksperimen Michelson - Morley

​https://hepweb.ucsd.edu/ph110b/110b_notes/node39.html

Home

Open in new tab

Copy link

Multiple Choice

A. A. Michelson dan E. W. Morley menggunakan interferometer untuk melakukan Eksperimen yang bertujuan untuk mengukur kelajuan bumi relatif pada luar angkasa yang dianggap mengandung eter oleh Maxwell (1831-1879) dan membuktikan adanya medium eter yang dapat diajadikan sebagai kerangka inersial.

• Benar

• Salah

Cahaya yang merambat di ruang hampa dengan kecepatan c = 3 x 10⁸ m/s adalah sama untuk semua pengamat dan tidak bergantung pada gerak sumber cahaya maupun kecepatan pengamat.

postulat kedua

Hukum-hukum fisika memiliki bentuk yang sama pada semua

kerangka acuan inersial.

​postulat pertama

Postulat pertama dan kedua Einstein

• Pengamat di dalam roket melihat bahwa cahaya mencapai ujung depan pada saat yang sama ketika mencapai ujung belakang.

• pengamat luar yang diam di planet melihat peristiwa cahaya mengenai ujung belakang dinding roket sebelum melihat peristiwa cahaya mengenai ujung depan dinding roket.

• pengamat di roket lain yang melintas di arah yang berlawanan melihat cahaya mencapai ujung depan dinding roket terlebih dahulu sebelum cahaya mengenai ujung belakang dinding roket.

Transformasi Lorentz ​sesuai dengan transformasi galileo (pada kecepatan rendah) dan berlaku juga untuk kecepatan yang lebih tinggi (kecepatan cahaya).

Lorentz dapat menunjukan bahwa kecepatan cahaya adalah sama pada setiap kerangka.

​Transformasi Lorentz

​Penurunan Persamaan Transformasi Lorentz

​Faktor Lorentz:

Multiple Choice

Pada transformasi Galileo, selang waktu pengamatan terhadap suatu peristiwa yang diamati oleh pengamat yang diam dan pengamat yang bergerak adalah sama (tA = tB).

• Benar

• Salah

B. Dampak Relativitas Einstein

​1. Dilatasi Waktu

​Dengan
to = selang waktu menurut pengamat yang diam
t = selang waktu menurut pengamat yang bergerak
v = kecepatan

​Paradoks kembar

Ada sepasang kembar identik, salah satu anak kembar tersebut adalah astronot yang melakukan perjalanan pulang-pergi berkecepatan tinggi di galaksi sementara kembarannya tinggal di rumah di Bumi. Ketika astronot tersebut kembali, dia lebih muda dari kembaran yang tinggal di rumah.
Seberapa besarkah perbedaannya? Berikut Link simulasi:

https://www.refsmmat.com/jsphys/relativity/relativity.html#twin-paradox

Home

Open in new tab

Copy link

​2. Penambahan Kecepatan

Dengan
v1 = kecepatan menurut pengamat 1
v2 = kecepatan menurut pengamat 2
v = kecepatan relatif
c = kecepatan cahaya

​3. Pengerutan Panjang

Dengan
L = Panjang benda menurut pengamat yang bergerak
Lo = Panjang benda menurut pengamat yang diam
v = kecepatan pengamat
c = kecepatan cahaya

​CONTOH SOAL

Multiple Choice

Sebuah pesawat ruang angkasa bergerak menjauh dari kalian dengan

kecepatan 0,5c. Kecepatan tersebut mendorong roket ke arah yang sama, juga

menjauh dari kalian, dengan kecepatan 0,25c relatif terhadap dirinya sendiri.

Seberapa cepat roket bergerak relatif terhadap kalian

• 0,6 c

• 0,7 c

• 0,8 c

• c