10 Latihan Soal Relativitas Khusus dan Jawabannya

Tim Kimia Space telah merangkum contoh soal relativitas khusus dan Penyelesaiannya untuk Siswa dari berbagai penerbit buku yang berjumlah 10 butir. Dalam membantu mutu pendidikan di Indonesia kami selalu berkontribusi agar dapat siswa belajar dan paham hitungan soal terkait materi dari Teori Relativitas (Relativistik).

1 – 10 Soal Relativitas Khusus Beserta Jawaban

1. Berapakah kelajuan roket yang loncengnya berjalan 1sekon terlambat dalam 1 jam relatif terhadap lonceng di bumi?

Penyelesaian

Dalam hal ini t_ο = 3600s ialah selang waktu proper di bumi dan t = 3601 s ialah selang waktu dalam kerangka bergerak. Kita selesaikan sebagai berikut.

2. Galaksi jauh dalam konstelasi Hydra menjauhi bumi dengan kelajuan 6,12 x 10^⁷m/s, berapa pergeseran garis spectral hijau dengan panjang gelombang 500nm yang di pancarkan oleh galaksi ini (ke arah merah dari spektrum itu) ?

Penyelesaian

3. Carilah massa electron me = 9,1×10^-31kg yang berkecepatan 0,99c !

Penyelesaian

4. Suatu benda yang mula-mula diam tiba-tiba meledak jadi 2 bagian yang masing-masing bermassa 2kg dan bergerak saling menjauhi dengan kelajuan 0,8c. Carilah massa diam semula!

Pembahasan 

kita hitung dengan menggunakan hukum kekekalan energi relativistik

energi awal = energi akhir

m₀.c² = γm₀₁.c² + γm₀₂.c²

kedua ruas kita bagi dengan c², dan

karena benda pecah dengan massa sama dan kecepatan sama maka:

m₀ = γm₀₁ + γm₀₂

m₀ = 2γm₀₁

untuk kelajuan 0,8c maka  γ = 10/6

m₀ = 2.(10/6).(2)

= 40/6

= 6,67 kg

5. Jika kelajuan cahaya lebih kecil daripada c, apakah gejala relativistic akan lebih mudah diamati dari yang sekarang?

Pembahasan 

Iya, karena tidak ada benda yang melebihi kecepatan cahaya selain foton. Semakin kecil kelajuan benda dari kelajuan cahaya, maka maikn mudah diamati.

6. Berapa kelajuan pesawat angkasa bergerak relatif terhadap bumi supaya sehari dalam pesawat sama dengan 2 detik di bumi?

Penyelesaian

7. Cari kelajuan pesawat angkasa yang loncengnya berjalan 15 detik lebih lambat tiap jam relatif terhadap lonceng di bumi!

Penyelesaian

8. Sebuah pesawat angkasa yang menjauhi bumi pada kelajuan 0,97c memancarkan data dengan laju 10⁴ pulsa/sekon. pada laju berapa data tersebut diterima?

Penyelesaian

9. Garis spectrum yang panjang gelombang di laboratoriumnya 400nm tergeser menjadi 600 nm pada spectrum suatu galaksi yang jauh. Berapakah kelajuan menjauhi galaksi itu?

Penyelesaian

10. Seorang astronot yang tingginya 6 ft di bumi, berbaring sejajar dengan sumbu pesawat angkasa yang bergerak dengan kelajuan 0,9c relatif terhadap bumi. Berapakah tinggi astronot jika di ukur oleh pengamat dalam pesawat tersebut!

Pembahasan