SOAL RELATIVITAS BESERTA KUNCI JAWABAN DAN PEMBAHASAN

SOAL RELATIVITAS BESERTA KUNCI JAWABAN DAN PEMBAHASAN

1.  Bila c = kecepatan cahaya, maka kecepatan yang diperlukan oleh suatu benda supaya massanya bertambah 25 % adalah...

1. 0,2 c

2. 0,3 c

3. 0,5 c

4. 0,6 c

5. 0,8 c

Pembahasan

Diketahui :

M=1,25

Ditanya :

Jawab :

m = mo / √ 1 – v2/c2

1,25 mo = mo / √ 1 – v2/c2

√1 – v2/c2 = mo / 1,25 mo = 0,8

1 – v2/c2 = (0,8)2

v2/c2 = 1 - 0,64 = 0,36

v/c = √ 0,36 = 0,6

v = 0,6 c

2.   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...

1. m = ½ m0 dan Ek = ½ E0

2. m = 4/3 m0 dan Ek = E0

3. m = 3/2 m0 dan Ek = E0

4. m = 2 m0 dan Ek = 2 E0

5. m = 2 m0 dan Ek = E0

Pembahasan

  

3.  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…

1. 5,0 s

2. 4,8 s

3. 3,0 s

4. 1,8 s

5. 1,2 s

Pembahasan

Diketahui :

t= 3 sekon

v = 0,8 c

Ditanya : Selang waktu kejadian menurut pengamat yang diam (tm)

Jawab :

Rumus dilatasi waktu :

          

Keterangan : 

tm = Selang waktu kejadian menurut pengamat yang bergerak

ts = Selang waktu kejadian menurut pengamat yang diam

Selang waktu kejadian menurut pengamat yang diam :

           

4. 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…

1. 9/16 c

2. 8/9 c

3. 24/25 c

4. 4/3 c

5. 3/2 c

Pembahasan 

5. Massa diam sebuah partikel = m0. Massa partikel tersebut saat bergerak dengan kecepatan 0,8 c akan bertambah menjadi...

1. 1,25 m0

2. 1,42 m0

3. 1,52 m0

4. 1,67 m0

5. 1,92 m0

Pembahasan

6. 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 tersebut adalah…

1. 0,2 c

2. 0,3 c

3. 0,4 c

4. 0,6 c

5. 0,8 c

Pembahasan

Diketahui :

Lo = 1 meter

L = 1 meter – 0,2 meter = 0,8 meter

Ditanya : Kecepatan gerak benda (v)

Jawab :

Rumus kontraksi panjang :

Keterangan : 

   = Konstanta

          c       = Kecepatan cahaya

          Lo    = Panjang benda ketika diam

          L      = Panjang benda ketika bergerak

Kecepatan gerak benda :

            

7.  Benda bergerak dengan laju 0,6 c dengan arah sesuai panjang benda. Bagi pengamat yang diam terlihat panjang benda mengalami penyusutan sebesar...

1. 6 %

2. 20 %

3. 36 %

4. 64 %

5. 80 %

Pembahasan

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...

1. 5,0 s

2. 4,8 s

3. 3,0 s

4. 1,8 s

5. 1,2 s

Pembahasan

             

    

9. 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…

Pembahasan

Diketahui :

tm = 3 sekon

v = 0,8 c

Ditanya : Selang waktu kejadian menurut pengamat yang diam (tm)...?

Jawab :

Rumus dilatasi waktu :

        

Keterangan : 

tm = Selang waktu kejadian menurut pengamat yang bergerak

ts = Selang waktu kejadian menurut pengamat yang diam

Selang waktu kejadian menurut pengamat yang diam :

        

10.  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,hitunglah kecepatan gerak pada benda !

Pembahasan