13 Contoh Soal Relativitas Massa beserta Pembahasannya dengan Rumus

9. Sebuah benda mengalami penyusutan panjang sebesar 20 cm ketika bergerak dibandingkan panjangnya saat diam. Jika panjang benda dalam keadaan diam adalah 1 meter, tentukan kecepatan benda tersebut.

Pembahasan:

Diketahui:

[L0=1 m]

Penyusutan panjang = 0,2 m

[L=1-0,2=0,8 m]

Rumus kontraksi panjang:

[L=L01-v2c2]

Substitusi nilai:

[0,8=1-v2c2]
[0,8=1-v2c2]

Kuadratkan kedua ruas:

[0,64=1-v2c2]
[v2c2=0,36]
[v = 0,6c]

Jadi, kecepatan benda tersebut adalah 0,6 kali kecepatan cahaya.

10. Suatu kejadian berlangsung selama 3 sekon menurut pengamat yang bergerak menjauhi peristiwa dengan kecepatan 0,8c. Tentukan selang waktu peristiwa tersebut menurut pengamat yang berada dalam keadaan diam.

Pembahasan:

Diketahui:

[t0=3 s]
[v = 0,8c]

Ditanyakan: waktu menurut pengamat diam (t)

Rumus dilatasi waktu:

[t=t01-v2c2]

Substitusi nilai:

[t=31-(0,8c)2c2]
[t=31-0,64]
[t=30,36]
[t=30,6]
[t=5 s]

Jadi, selang waktu menurut pengamat diam adalah 5 sekon.

11. Seorang pengamat di sebuah stasiun ruang angkasa melihat dua pesawat antariksa A dan B bergerak saling mendekati dari arah yang berlawanan. Kedua pesawat tersebut memiliki kelajuan yang sama, yaitu (vA=vB=34c). Tentukan kelajuan pesawat A menurut pilot pesawat B.

Pembahasan:

Gunakan rumus penjumlahan kecepatan relativistik:

[v’=vA+vB1+vAvBc2]

Substitusi nilai yang diketahui:

[v’=34c+34c1+34c34cc2]
[v’=64c1+916]
[v’=32c2516]
[v’=32c×1625]
[v’=4850c]
[v’=2425c]

Jadi, kelajuan pesawat A menurut pilot pesawat B adalah (2425c).

12. Sebuah benda memiliki panjang 12 meter menurut pengamat yang berada dalam keadaan diam. Tentukan panjang benda tersebut menurut pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8c relatif terhadap benda.

Pembahasan:

Diketahui:

[L0=12 m]
[v = 0,8c]

Rumus kontraksi panjang:

[L=L01-v2c2]

Substitusi nilai:

[L=121-(0,8c)2c2]
[L=121-0,64]
[L=120,36]
[L=12×0,6]
[L=7,2 m]

Jadi, panjang benda yang teramati oleh pengamat yang bergerak adalah 7,2 meter.

13. Sebuah benda diketahui memiliki panjang 1 meter saat diukur dalam keadaan diam. Ketika benda tersebut bergerak, panjang yang terukur menjadi lebih pendek 20 cm dibandingkan panjang aslinya. Tentukan kecepatan benda tersebut jika (c) adalah kecepatan cahaya.

Pembahasan:

Diketahui:

[L0=1 m]

Penyusutan panjang = 0,2 m

[L=1-0,2=0,8 m]

Rumus kontraksi panjang:

[L=L01-v2c2]

Substitusi nilai:

[0,8=11-v2c2]
[0,8=1-v2c2]

Kuadratkan kedua ruas:

[0,64=1-v2c2]
[v2c2=0,36]
[v = 0,6c]

Jadi, kecepatan gerak benda tersebut adalah 0,6 kali kecepatan cahaya.

Penutup

13 contoh soal relativitas massa beserta pembahasannya yangbisa kamu pelajari di rumahmaupun bersama kelompok belajar. Selain itu, masih banyak contoh soal Fisika kelas 12 SMA berbagai materi yang ada di blog Mamikos. 📰🌐