Contoh Soal Relativitas Massa – menjelaskan mengenai contoh persoalan fisika kelas 12 yakni seputar teori relativitas. Dimana salah satu besaran fisika yang mengalami perubahan dengan adanya relativitas terhadap kecepatan adalah massa benda.
Pernahkah kamu mendengar kata relatif? Ya kata tersebut menjadi landasan teori relativitas Einstein tentang perbedaan nilai beberapa besaran bila benda diukur saat melaju pada kecepatan (v) tinggi. Contoh soal relativitas massa sendiri muncul karena massa juga mengalami perbedaan hasil ukur.
Jika kamu adalah murid dengan cita-cita seperti astronaut, insinyur serta berbagai pekerjaan lain terkait perjalanan luar angkasa, maka pemahaman materi relativitas sangat penting. Oleh sebab itu, mempelajari cara menyelesaikan contoh soal relativitas massa juga penting.
Maka di kesempatan kali ini, Kursiguru hendak membahas mengenai contoh soal relativitas massa mulai dari ringkasan materinya, contoh persoalan hingga pembahasan soal sesuai kurikulum K13. Silakan simak ulasan soal relativitas massa berikut secara seksama.
Ringkasan Materi Relativitas Massa
Berdasarkan teori relativitas khusus seputar struktur ruang dan waktu, ketika sebuah benda bergerak pada kecepatan mendekati laju cahaya maka pengukuran besaran seperti waktu, massa serta panjang akan mengalami perbedaan hasil dibandingkan dengan ketika benda diukur tersebut dalam kondisi diam.
Artinya relativitas massa adalah besarnya massa suatu objek ataupun benda ketika diukur dalam kondisi laju cahaya (c). Hasil perhitungan relativitas massa sendiri biasanya disebut sebagai massa relativistik, karena nilainya relatif dibanding massa ketika dihitung saat diam di bumi.
Umumnya massa relativistik tersebut memiliki nilai lebih besar dibandingkan dengan massa diamnya. Selain itu, antara kecepatan benda dan relativitas massa terdapat hubungan perbandingan lurus, sehingga makin besar nilai laju benda konstan maka semakin besar pula massa relativitas benda itu.
Rumus Perhitungan Soal Relativitas Massa
Setelah mengetahui tentang ringkasan materinya, selanjutnya kamu perlu tahu bagaimana bentuk persamaan atau bentuk dari rumus perhitungan soal relativitas massa. Maka dari itu, simaklah gambar tentang rumus soal massa relativistik di bawah secara seksama.
Jika dilihat dari gambar di atas maka terlihat jelas bahwa massa relativitas mempunyai kesamaan rumus dengan dilatasi waktu. Hal itu terjadi karena keduanya merupakan efek adanya teori relativitas. Untuk lebih jelasnya bacalah bahasan tentang Contoh Soal Dilatasi Waktu.
Contoh Soal Relativitas Massa (Massa Relativistik)
Setelah paham dengan ringkasan materinya beserta rumus hitung soal massa relativitas, selanjutnya silakan langsung coba mengerjakan contoh soalnya. Dimana contoh soal massa relativistik di bawah juga dilengkapi pembahasan untuk setiap soalnya.
Contoh Soal (1)
Suatu hari Elon Musk memutuskan untuk membuat guyonan dengan mengirim sebuah patung dengan massa 100 kg dalam misi peluncuran roket miliknya. Jika roket melaju pada v konstan 0,6c maka massa patung itu bila diukur di luar angkasa menjadi?
a. 125 kg
b. 150 kg
c. 175 kg
d. 200 kg
e. 225 kg
Jawaban : a.
mo = 100 kg
m = mo/(√(1-(v2/c2)))
m = 100/(√(1-(0,62/c2)))
m = 100/(√1-0,36)
m = 100/√0,64
m = 100/0,8 = 125 kg
Contoh Soal (2)
Pengamat LAPAN mengabarkan bahwa dirinya mendarat ke bumi setelah melaju dengan kecepatan 0,8c di angkasa. Setelah ditimbang, massa objek tersebut ternyata seberat 1,2 ton. Bila pengurangan massa akibat tabrakan dengan atmosfer diabaikan, berapakah massa objek tersebut jika dihitung saat melaju?
a. 1,6 ton
b. 1,7 ton
c. 1,8 ton
d. 1,9 ton
e. 2 ton
Jawaban : e.
mo = 1,2 ton
m = mo/(√(1-(v2/c2)))
m = 1,2/(√(1-(0,82/c2)))
m = 1,2/(√1-0,64)
m = 1,2/√0,36
m = 1,2/0,6 = 2 ton
Contoh Soal (3)
Pada suatu peluncuran pesawat luar angkasa, astronaut NASA mengukur massa batu dalam pesawat berkecepatan 0,6c lalu mendapat hasil pengukuran yaitu 500 gram. Jika batu itu diukur kembali massanya di bumi, maka hasilnya akan menunjukkan nilai?
a. 200 gram
b. 400 gram
c. 600 gram
d. 800 gram
e. 1 kg
Jawaban : b.
m = 500 gram
mo = mo×(√(1-(v2/c2)))
mo = 500×(√(1-(0,62/c2)))
mo = 500×(√1-036)
mo = 500×√0,64
mo = 500×0,8 = 400 gram
Contoh Soal (4)
Strike Freedom Gundam memiliki massa seberat 85 ton ketika diukur dalam kondisi diam serta 100 ton saat bergerak. Berapakah kecepatan Strike Freedom Gundam saat dilakukan pengukuran?
a. 0,4 c
b. 0,5 c
c. 0,6 c
d. 0,7 c
e. 0,8 c
Jawaban : c.
mo = 80 ton
m = 100 ton
√(1-(v2/c2) = mo/m
√(1-(v2/c2) = 80/100 = 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)
Gundam Legend memiliki massa seberat 80 ton ketika diukur dalam kondisi diam serta 100 ton saat bergerak. Berapakah kecepatan Gundam Legend saat dilakukan pengukuran?
a. 0,414 c
b. 0,514 c
c. 0,614 c
d. 0,714 c
e. 0,814 c
Jawaban :
mo = 85 ton
m = 119 ton
√(1-(v2/c2) = mo/m
√(1-(v2/c2) = 85/119 = 5/7
1-(v2/c2) = 25/49
v2/c2 = 1 – (25/49) = 24/49
v/c = √24/49
v = 0,714 c
Download Contoh Soal Relativitas Massa (Massa Relativistik) PDF
Selain contoh soal di atas, kamu juga dapat mencoba mengerjakan soal relativitas massa pada beberapa contoh soal lain dalam file PDF di bawah. Silakan download file soal relativitas massa dengan cara menekan tombol unduh di sebelah link file.
Akhir Kata
Demikian bahasan Kursiguru mengenai contoh soal relativitas massa beserta ringkasan materi serta pembahasan tiap soalnya. Semoga dengan adanya ulasan soal relativitas massa di atas, para siswa kelas 12 IPA di SMA, MA maupun SMK dapat belajar dengan lebih mudah.