SOAL TEORI RELATIVITAS KHUSUS

Teori relativitas khusus menunjukkan bahwa mekanika Newton hanyalah penghampiran semata untuk benda-benda yang memiliki kelajuan jauh lebih kecil daripada kelajuan cahaya.

 

Soal :

1. Sebutkan 3 prinsip relativitas serta transpormasi koordinatnya masing-masing!

• Prinsip relativitas Galileo dengan transformasi koordinat adalah transformasi Galileo.
• Prinsip relativitas khusus Einstein dengan transformasi koordinatnya adalah transformasi Lorentz.
• Prinsip realtivitas umum Einstein dengan tranformasi koordinatnya adalah tranformasi koordinat umum.

 

2. Jelaskan 2 prinsip dasar relativitas Galileo!

Prinsip relativitas Galileo dikenal pula sebagai prinsip relativitas klasik. Karena hanya berkaitan dengan hukum-hukum gerak Newton. Persoalan perambatan gelombang elektromagnetik (cahaya) tidak ditinjau dalam prinsip ini. Prinsip relativitas Galileo dibangun berdasarkan dua postulat antara lain sebagai berikut. 

- Waktu adalah besaran mutlak. 

- Hukum-hukum gerak Newton tidak berubah bentuk (invarian).

 

Suatu gerak relatif berarti suatu gerak yang tergantung pada suatu acuan tertentu. Acuan itulah tempat suatu pengamat dan pengamat sendiri dapat memiliki dua kemungkinan yaitu pengamat diam dan pengamat bergerak. Dalam kaitannya dengan vektor, Relatif itu berarti selisih vektor. Pada relativitas Newton, Semua besaran akan sama saat diukur oleh pengamat yang diam maupun pengamat yang bergerak. Besaran yang berubah hanyalah kecepatan relatif dan berlaku persamaan berikut.

 V_x’ = V – V_x 

 

Dengan : 

V_x’ = Kecepatan relatif benda terhadap pengamat bergerak

V_x = Kecepatan relatif benda terhadap pengamat diam

V = Kecepatan pengamat bergerak terhadap pengamat diam

3. Apakah yang dimaksud dengan kerangka acuan? 

Postulat relativitas Einstein merujuk pada kerangka acuan inersia yang bergerak dengan kecepatan konstan (tetap) relatif terhadap kerangka acuan inersia lainnya. 

4. Berdasarkan prinsip relativitas, percepatan suatu benda pada kerangka acuan berbeda akan tetap, jelaskan dengan tepat pernyataan tersebut.

Einstein menyatakan bahwa kecepatan cahaya (c) yang merambat di ruang hampa udara (ruang vakum) bernilai sama untuk semua kerangka acuan inersia.

Jadi, ketika kerangka acuan yang kita gunakan adalah kerangka acuan inersia, maka nilai kecepatan cahaya itu selalu sama, mau kita memandang dari kerangka acuan inersia yang satu maupun kerangka acuan inersia lainnya. 

5. Tuliskan postulat dari Robert Einstein dengan tepat!

• Hukum-hukum fisika memiliki bentuk yang sama pada semua kerangka acuan inersia.
• Kecepatan cahaya yang merambat di ruang hampa udara (ruang vakum) bernilai sama untuk semua kerangka acuan inersia, yaitu sekitar c = 3 x 10⁸ m/s.

6. Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 120 km/jam. Pada saat itu Salim berlari di atas kereta dengan kecepatan 10 km/jam searah kereta. Berapa kecepatan Salim menurut orang yang berada di dalam kereta api dan menurut orang yang sedang berdiri di stasiun?

Pembahasan :

Kec kereta = 120 km/jm 

Kec Salim = 5 km/jm 

Kec Salim relatif kereta (v_k') 

Kec Salim relatif stasiun (v_s') 

 

Gerak relatif adalah gerak benda yang sifatnya bergantung pada posisi pengamatan atau titik acuan. 

 

Kecepatan Salim lari relatif terhadap kereta

v_k' = 5 km/jam 

 

Kecepatan Salim lari relatif terhadap stasiun

v_s' = v_kereta + v_Salim

v_s' = 120 + 5 

v_s' = 125 km/jam 

 

Jadi, kecepatan Salim lari menurut seorang yang berada di dalam kereta api adalah 5 km/jam dan menurut orang yang sedang berdiri di stasiun adalah 125 km/jam.

Share :