Aditya Setyawan Seorang Pengajar Di Salah Satu Sekolah Swasta Di Indonesia. Sedang Melanjutkan Program Magister Di Perguruan Tinggi Swasta. Selain Menulis Di Kursiguru.com, Tulisan-tulisan Penulis Juga Tersebar Di Beberapa Surat Kabar Lokal.

12 Contoh Soal Dilatasi Waktu : Rumus & Jawabannya PDF

Contoh Soal Dilatasi Waktu

Contoh Soal Dilatasi Waktu – menjelaskan mengenai contoh persoalan dalam salah satu cabang materi fisika yakni relativitas. Dimana dilatasi waktu dapat terjadi karena adanya beda kecepatan antara satu orang dengan orang lain sehingga waktu keduanya berbeda.

Ketika fisikawan terkemuka Albert Einstein mengemukakan tentang adanya relativitas antara dua orang yang memiliki perbedaan kecepatan maka waktunya juga menjadi berbeda. Hal ini menjadi salah satu penting munculnya contoh soal dilatasi waktu dalam pelajaran fisika.

Pernahkah kamu menonton film Intersellar yang diperankan oleh bintang ternama Matthew McConaughey serta Anne Hathaway? Jika sudah, maka sebenarnya kamu sudah tahu gambaran umum dilatasi waktu. Dimana waktu di bumi dan planet lain berbeda merupakan contoh soal dilatasi waktu.

Agar memudahkanmu belajar seputar dilatasi waktu, di sini Kursiguru hendak memberikan penjelasan seputar contoh soal dilatasi waktu beserta rumus dan jawabannya. Silakan simak uraian lengkap mengenai soal dilatasi waktu berikut supaya paham dengan fenomena fisika tersebut.

Pengertian Peristiwa Dilatasi Waktu

Supaya lebih memahami cara mengerjakan contoh soalnya, peserta didik kelas 12 SMA maupun MA perlu mengetahui pengertian dari peristiwa dilatasi waktu. Dimana dilatasi waktu adalah fenomena atau kejadian alam yang membuat selang waktu pada seseorang di kerangka bergerak terasa lebih lama dibandingkan seseorang di kerangka diam.

  • Kerangka diam = bergerak seperti biasa (umumnya dicontohkan dengan bumi)
  • Kerangka bergerak = bergerak dengan kecepatan relatif (umumnya dicontohkan dengan roket dsb)

Perlu dipahami bahwa kerangka bergerak di sini bukan dalam kecepatan biasa tapi dalam kecepatan tinggi mendekati laju cahaya (3×108 m/s). Laju cahaya tersebut nantinya digunakan sebagai dasar rumus hitung soal dilatasi waktu, jadi ada baiknya kamu menghafalkannya.

Penjelasan paling sederhana dari dilatasi waktu adalah jarum jam pada seorang yang bergerak mendekati laju cahaya menjadi lambat dibandingkan pergerakan jarum jam manusia di bumi dengan kecepatan normal.

Gravitasi Sebagai Penyebab Dilatasi Waktu

Seperti disebutkan di atas bahwa kecepatan benda menjadi salah satu penyebab adanya dilatasi waktu. Tetapi ada faktor lain yang memungkinkan terjadinya dilatasi waktu yakni gravitasi. Dimana gravitasi dalam skala besar mampu menyebabkan munculnya dilatasi waktu. Perbandingan lurus berlaku pada dilatasi waktu, sehingga semakin besar gravitasi bekerja di sebuah objek maka makin besar pula dilatasi waktunya.

Baca  √ 10 Contoh Soal Fungsi Komposisi & Kunci Jawaban PDF 2022

Faktor Lorentz Dalam Dilatasi Waktu

Sejalan dengan teori relativitas khusus milik Einstein, fisikawan bernama Hendrik Lorentz mengemukakan bahwa besar perubahan waktu, massa relatif serta panjang objek bergerak memiliki suatu kesamaan. Kesamaan tersebut kemudian dituliskan dalam sebuah persamaan singkat dengan hasil berupa Faktor Lorentz (γ).

Twin Paradox Karena Dilatasi Waktu

Twin Paradox atau paradoks kembar merupakan sebuah gambaran situasi akibat adanya dilatasi waktu, sehingga saat salah satu dari 2 (dua) anak kembar bergerak dengan kecepatan mendekati laju cahaya maka keduanya akan memiliki usia berbeda.

Rumus Hitung Soal Dilatasi Waktu

Setelah mendapat gambaran mengenai pengertian dasar serta perihal penting lain seputar dilatasi waktu, selanjutnya kamu perlu mengetahui rumus untuk menghitung nilai dilatasi waktu. Dimana rumus hitung soal dilatasi waktu adalah sebagai berikut.

Rumus Dilatasi Waktu

Contoh Soal Dilatasi Waktu dan Jawabannya

Apabila kamu sudah mulai paham tentang rumus hitung soal dilatasi waktu di atas, selanjutnya silakan simak beberapa contoh soal dilatasi waktu dari penulis di bawah ini. Dimana selain contoh soalnya, di sini penulis juga menyediakan jawaban soal dilatasi waktu.

Contoh Soal (1)

Suatu hari terjadi sebuah fenomena alam di bumi. Saat itu Aizen berada di bumi, sedangkan Ulquiora sedang menaiki roket ke luar angkasa dengan laju 1,8×108 m/s. Apabila menurut Aizen fenomena alam terjadi selama 10 detik, maka menurut Ulquiora fenomena itu terjadi selama?
A. 15 s
B. 12,5 s
C. 10 s
D. 7,5 s
E. 5 s

Jawaban : B.

Δto = 10 s
v = 1,8×108 m/s = 0,6 c
Δt = Δto/(√(1-(v2/c2)))
Δt = 10/(√(1-(0,62/12)))
Δt = 10/(√(0,64))
Δt = 10/0,8 = 12,5 s

Contoh Soal (2)

Kira Yamato mengendarai Gundam Freedom melaju 2,4×108 m/s ke luar angkasa. Kemudian Kira mengatakan bahwa dirinya berpapasan dengan stasiun ruang angkasa. Jika Ia berangkat pada pukul 12.00 dan sesuai jam di bumi proses berpapasan terjadi pada pukul 13.00, maka waktu berpapasan menurut Kira adalah?
A. 13.40
B. 13.30
C. 13.20
D. 13.10
E. 13.00

Jawaban : A.

Baca  12 Perbedaan Sel Hewan dan Sel Tumbuhan Beserta Tabel & PDF

Δto = 1 jam = 3600 s
v = 2,4×108 m/s = 0,8 c
Δt = Δto/(√(1-(v2/c2)))
Δt = 3600/(√(1-(0,82/12)))
Δt = 3600/(√(0,36))
Δt = 3600/0,6 = 6000 = 100 menit
t = 12.00 + 100 menit = 13.40

Contoh Soal (3)

Anak kembar bernama Ray serta Roy bekerja menjadi pegawai di NASA. Ketika berusia 30 tahun Ray menjadi pilot pesawat luar angkasa berkecepatan 0,8. Apabila Roy berusia 40 tahun ketika Ray kembali ke bumi, maka usia Ray adalah?
A. 40
B. 38
C. 36
D. 34
E. 32

Jawaban : C.

Δto = 40-30 = 10 tahun
v = 2,4×108 m/s = 0,8 c
Δt = Δto × (√(1-(v2/c2)))
Δt = 10 × (√(1-(0,82/12)))
Δt = 10 × (√(0,36))
Δt = 10 × 0,6 = 6 tahun
t = 30 + 6 = 36 tahun

Contoh Soal (4)

Menurut Goku yang dalam kondisi diam, planet Namex memiliki jarak 32 tahun cahaya dengan bumi. Namun bagi Frieza dalam perjalanan menuju bumi, jarak tersebut hanyalah 40 tahun cahaya. Hitunglah kecepatan Frieza ketika menempuh perjalanan itu!
A. 1 c
B. 0,9 c
C. 0,8 c
D. 0,7 c
E. 0,6 c

Jawaban : E.

Δto = 32
Δt = 40
√(1-(v2/c2) = Δto/Δt
√(1-(v2/c2) = 32/40 = 4/5
1-(v2/c2) = 16/25
v2/c2 = 1 – (16/25) = 9/25
v/c = 3/5
v = 3/5 c = 0,6 c

Contoh Soal (5)

Sebuah drone luar angkasa tanpa awak diluncurkan ke Mars lalu kembali ke bumi. Bila mesin drone memiliki catatan waktu kerja selama 4 tahun, sementara pengendalinya melakukan proses selama 2 tahun. Berapa laju drone itu saat beroperasi?
A. √3 c
B. 3/4 (√3) c
C. 2/3 (√3) c
D. 1/2 (√3) c
E. 1/4 (√3) c

Jawaban : D.

Δto = 2
Δt = 4
√(1-(v2/c2) = Δto/Δt
√(1-(v2/c2) = 2/4 = 1/2
1-(v2/c2) = 1/4
v2/c2 = 1 – (1/4) = 3/4
v/c = √3/4
v = 1/2 (√3) c

Download Contoh Soal Latihan Dilatasi Waktu PDF

Untuk menambah bahan belajarmu, di sini penulis juga hendak membagikan file PDF berisi contoh soal dilatasi waktu yang bisa di download secara langsung. Silakan download file PDF soal latihan dilatasi waktu dengan menekan tombol unduh di bawah.

Akhir Kata

Sekian pembahasan mengenai contoh soal dilatasi waktu fisika kelas 12 SMA dan MA dari Kursiguru. Meskipun konsep dasar dilatasi waktu cukup membingungkan karena struktur bahasanya serta keterkaitannya dengan teori relativitas, namun rumus maupun cara mengerjakan soalnya masih tergolong mudah dipahami.

Aditya Setyawan Seorang Pengajar Di Salah Satu Sekolah Swasta Di Indonesia. Sedang Melanjutkan Program Magister Di Perguruan Tinggi Swasta. Selain Menulis Di Kursiguru.com, Tulisan-tulisan Penulis Juga Tersebar Di Beberapa Surat Kabar Lokal.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *