(Teori Relativitas Khusus Bagian IV) Kesetaraan Massa

Semakin cepat suatu benda bergerak maka semakin besar energi total (E) yang dimiliki benda, karena massa relativitasnya bertambah besar.

E = Ek + Eo

Ek = (m – mo)C²

E = energi total = m c²
Eo = energi diam = mo c²
Ek = energi kinetik benda

Catatan:

Pada pembahasan relativitas tidak berlaku hukum kekekalan massakarena massa benda yang bergerak > massa benda diam, tapi hukum kekekalan massa energi tetap berlaku.

Contoh:

1. A dan B anak kembar. Pada umur 20 tahun A pergi ke ruang angkasa dengan pesawat yang lajunya 0,8 c dan kembali ke bumi pada saat B berumur 30 tahun. Berapakah umur B menurut A yang baru kembali?

Jawab:

bergerak dengan v = 0,8 c sehingga pertambahan umur yang ingin dihitung A adalah Dto

Dto = Dto / (Ö1 – v²/c²) ® 30 – 20 = Dto / (Ö1 – 0.64 c²/c²)

® Dt= 6 tahun

Jadi menurut A, umur B seharusnya bertambah 6 tahun (Dto), bukan 10 tabun (Dt). Perbedaan ini terjadi karena teori relativitas antara A yang bergerak dan B yang diam.

2. Sebuah elektron yang mempunyai massa diam mo bergerak dengan kecepatan 0,6 c. Hitunglah energi kinetik elektron tersebut ?

Jawab:

Karena elektron bergerak dengan v = 0,6 c maka massa relativitas adalah: m = m = mo / (Ö1 – v²/c²)

Energi kinetik elektron:

Ek = (m – mo) c²

= [ {mo / (Ö(1 – v²/c²)} – mo] c² = [ {1 / (Ö(1 – v²/c²)} – 1] m

= [ {1 / (Ö(1 – 0.36 c²/c²)} – 1] mc² = 0.25 m

Jadi energi kinetik elektron yang bergerak = 0.25 kali energi diamnya.

3. Sebuah benda dengan massa diam mo dan panjang Lo bergerak dengan laju v mendekati kecepatan cahaya c. Maka

 

  • Massa geraknya lebih besar dari mo
  • Panjang benda dalam keadaan bergerak lebih kecil dari Lo
  • Energi diamnya = m
  • Energi geraknya = m 

 

Jawab:

1, 2 dan 3 benar.
Karena benda bergerak dengan laju v mendekati c maka berlaku teori relativitas, yaitu:

 

  • Massa benda bergerak lebih besar dari massa diamnya (massa relativitas) ® Benar
  • Panjang benda bergerak lebih kecil dari panjang diamnya (kontraksi panjang) ® Benar
  • Energi diam benda = mc² ® Benar
  • Energi total benda = m  , sehingga energi kinetiknya benda = (m – mo) c² ® Salah

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s