TEORI RELATIVITAS KHUSUS

 

Relativitas Khusus

 Teori relativitas khusus dipublikasikan oleh Einstein ketika usianya masih 26 tahun, yaitu pada tahun 1905. Berselang satu dekade berikutnya, Einstein kembali mempublikasikan postulatnya, yaitu relativitas umum. Pada artikel kali ini kita akan membahas lebih dalam nih, tentang teori relativitas khusus.

Teori ini dikatakan relativitas khusus karena hanya berlaku untuk kerangka acuan inersial, yaitu kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan konstan, terhadap kerangka acuan lain.

 

Teori relativitas khusus ini terdiri dari 2 postulat :

Postulat pertama, “hukum-hukum fisika memiliki bentuk yang sama pada semua kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap (kerangka acuan inersial).

Misalnya kamu sedang berdiri di peron stasiun kereta, sedangkan temanmu sedang berada di dalam kereta yang melaju dengan kecepatan 80 km/jam. Menurut kamu yang diam, teman kamu yang berada di dalam kereta-lah yang melaju dengan kecepatan 80 km/jam. Namun, menurut teman kamu yang berada di dalam kereta, dia itu diam, justru kamu-lah yang berdiri di peron stasiun yang bergerak dengan kelajuan 80 km/jam.

 

Postulat kedua, “cahaya merambat melalui ruang hampa dengan kecepatan yang konstan dan bernilai:

Dan kelajuan cahaya tidak bergantung pada kelajuan sumber cahaya maupun kelajuan pengamatnya.”

Berbeda dengan teori relativitas Newton yang menyatakan ruang dan waktu adalah mutlak. Pada postulat yang kedua ini, Einstein menyatakan justru ruang dan waktu itu yang relatif. Kelajuan cahaya dalam vakum merupakan besaran mutlak, artinya tidak ada kelajuan lain yang lebih besar daripada kelajuan cahaya. Jadi, diukur dalam semua kerangka acuan bergerak, kelajuan cahaya dalam vakum adalah sama.

 

Jadi, jika ada 2 orang pengamat mengamati suatu peristiwa, yang satu diam dan yang satu lagi bergerak terhadap peristiwa itu, maka persamaan ruang dan waktunya tidak akan sama. Pada relativitas khusus akan mengandung suatu pengali , yang disebut tetapan transformasi Lorentz.

Dimana
= tetapan transformasi Lorentz
= kecepatan benda
= kecepatan cahaya

Dengan menggunakan konsep relativitas khusus ini, kita juga dapat menghitung kecepatan relativistik. Misalkan, pada peristiwa kamu yang diam di peron stasiun (C ) dengan teman kamu yang berada di dalam kereta api (B). Teman kamu yang berada di dalam kereta api melemparkan sebuah batu (A) searah dengan arah kereta api. Maka, kecepatan batu itu menurut kamu yang diam di peron stasiun akan mengikuti persamaan berikut:

Dimana
 = Kecepatan benda C terhadap kerangka acuan A 
 = Kecepatan benda C terhadap kerangka acuan B
 = Kecepatan kerangka acuan B terhadap kerangka acuan A
    =  kecepatan cahaya di vakum.

Dampak lain dari teori relativitas khusus tersebut diantaranya fenomena dilatasi waktu, kontraksi panjang, massa relativistik, momentum relativistik dan Energi Relativistik.

 

1. Dilatasi Waktu

Dilatasi atau pemekaran waktu adalah dampak dari anggapan bahwa waktu tidak mutlak, tetapi relatif. Selang waktu yang diukur dengan oleh dua pengamat yang saling bergerak dengan kecepatan relatif akan berbeda. Dilatasi waktu dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Dimana
 

= waktu sejati; waktu yang diukur oleh pengamat yang diam terhadap kejadian
  = waktu relativistik; waktu yang diukur oleh pengamat yang bergerak terhadap kejadian.

 

2. Kontraksi Panjang

Panjang adalah jarak 2 titik yang diukur. Pada dilatasi waktu, selang waktu yang diukur berbeda, sedangkan selang waktu adalah jarak dibagi kelajuan. Maka, dampaknya akan ada pemendekan jarak atau panjang dari benda yang diamati oleh dua pengamat yang bergerak relatif. Pemendekan panjang itu disebut Kontraksi panjang, dan mengikuti persamaan:

Dimana

= panjang sejati; panjang dua titik yang diukur oleh pengamat yang diam terhadap kedua titik

 = panjang relativistik; panjang dua titik yang diukur oleh pengamat yang bergerak terhadap kedua titik

 

3. Massa Relativistik

Berdasarkan pada teori relativitas khusus, massa benda yang bergerak akan lebih besar dari massa yang diam. Massa relativistik ini mengikuti persamaan:

Dimana
 

= massa diam; massa jika benda dalam keadaan diam
 

= massa relativistik; massa jika benda bergerak

 

4. Momentum Relativistik

Setiap benda yang memiliki massa dan kecepatan pasti memiliki momentum. Jika kita gunakan persamaan massa relativistik pada persamaan momentum, maka dihasilkan persamaan momentum yang baru, yaitu momentum relativistik. Persamaan momentum relativistik itu dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

Dimana

= momentum relativistik

 

5. Energi Relativistik

 

Menurut teori relativitas khusus Einstein, energi merupakan hasil perkalian dari massa dan kuadrat kecepatan mutlak. Sehingga terdapat kesetaraan antara massa dan energi. Hukum ini dikenal dengan hukum kesetaraan massa-energi Einstein. Persamaannya yaitu:

Dimana
 

= Energi total

= Energi diam 

Dengan demikian, energi kinetik partikel yang bergerak relativistik atau mendekati kecepatan cahaya, sama dengan selisih antara energi total dan energi diamnya. Sehingga mengikuti persamaan berikut:

Nah, Sahabat Belajar !! semoga penjelasan tadi setidaknya bisa membantu memberikan gambaran dan pemahaman Anda mengenai teori relativitas khusus. semoga bermanfaat!! terimka kasih kepada Anda yang sudah mengunjungi situs ini.

silahkan kunjungi dan baca konten lain disitus ini !!!

 

ULANGAN HARIAN

SEMESTER GANJIL

TAHUN PELAJARAN 2021-2022

 

MATA PELAJARAN           : FISIKA

KELAS/PROGRAM            : X / IPA  

KOMPETENSI DASAR      : 3.1 –  3.2

 

INSTRUKSI :

1.      Baca Bismillah dan Do’a setiap sebelum mengerjakan ulangan ini!

2.      Siapkan Alat tulis : Buku latihan, pulpen, penggaris, dll. !

3.      Tuliskan Nama dan kelas pada buku latihan yang akan dijadikan tempat menjawab ulangan!

4.      Dilarang meminta jawaban kepada teman, kerjakan secara mandiri.

5.      Setelah selesai menjawab Kumpulkan hasil jawaban ulangan kalian di Meja Guru Fisika bersama lembaran soal yang dibagikan!

SOAL ESSAY

JAWABLAH SOAL BERIKUT INI DENGAN BENAR !

1.        Apa yang kamu ketahui tentang ilmu fisika?

2.        Apa yang dimaksud dengan metode ilmiah?

3.        Sebutkan langkah-langkah dalam metode ilmiah dengan lengkap!

4.        Apa saja kelengkapan yang harus disiapkan saat kalian akan masuk ke laboratorium? Sebutkan!

5.        Apa yang dimaksud dengan Pengukuran?

6.        Apa bedanya Besaran Pokok dan  besaran Turunan?

7.        Sebutkan yang termasuk dalam besaran pokok!

8.        Berikan contoh besaran yang termasuk dalam besaran turunan!

9.        Sebutkan kesalahan-kesalahan dalam pengukuran yang mengakibatkan ketidakpastian dalam pengukuran!

10.    Sebutkan 5 aturan angka penting!

 

 DOWNLOAD FILE

PENGUKURAN DALAM FISIKA

 PENGUKURAN 

Secara umum, pengukuran adalah proses membandingkan suatu besaran dengan besaran sejenis yang ditetapkan sebagai satuan.

Pengukuran dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu;

1.   1. Pengukuran langsung

Pengukuran langsung terjadi jika hasil pembcaan skala pada alat ukur dilakukan secara langsung menyatakan nilai besaran yang diukur.

2.    2.   Pengukuran tidak langsung

Pengukuran tidak langsung adalah kegiatan pengukuran yang masih memerlukan perhitungan-perhitungan tambahan

Di dalam Wikipedia pengukuran adalah penentuan besaran, dimensi, atau kapasitas, biasanya terhadap suatu standar atau satuan ukur. Pengukuran juga dapat diartikan sebagai pemberian angka terhadap suatu atribut atau karakteristik tertentu yang dimiliki oleh seseorang, hal, atau objek tertentu menurut aturan atau formulasi yang jelas dan disepakati.

Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur dan dinyatakan dengan angka (nilai besaran) yang juga disertai dengan satuan.

Satuan atau satuan ukur atau unit digunakan untuk memastikan kebenaran pengukuran atau sebagai nilai standar bagi pembanding alat ukur, takar, timbang dan perlengkapannya untuk melindungi kepentingan umum. Digunakan dalam berbagai disiplin ilmu untuk mendefinisikan berbagai pengukuran, rumus dan data.

Satuan Internasional

Akibat kesukaran yang ditimbulkan oleh penggunaan satuan yang berbeda, muncul gagasan untuk menggunakan hanya satu jenis satuan untuk besaran-besaran dalam ilmu pengetahuan alam dan teknologi. Satuan SI ini diambil dari sistem metrik yang telah digunakan di Prancis setelah revolusi tahun 1789.

Satu keunggulan sistem metrik yang juga diadopsi dalam satuan SI adalah mirip dengan sistem bilangan kita, yaitu sistem desimal. Satuan besaran fisika dapat dinyatakan dalam satuan pokok SI, yaitu m, kg dan s hanya dengan menggunakan awalan. Awalan menyatakan kelipatan yang semuanya merupakan pangkat dari 10. sebagai contoh 0,01 m sama dengan 1 cm ; 0,001 s sama dengan 1 ms ; 1000 g sama dengan 1 kg dan 1 000 000 W sama dengan 1 MW.

Besaran dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

a.    Besaran Pokok

Besaran pokok adalah besaran yang satuannya telah ditetapkan terlebih dahulu dan tidak diturunkan dari besaran lain. Besaran pokok ini bersifat bebas karena tidak bergantung pada besaran yang lain, sehingga menjadi dasar untuk menetapkan besaran yang lain. 

No.	Besaran Pokok	Simbol Besaran Pokok	Satuan dalam SI	Sombol Satuan	Dimensi
1.	Panjang	ρ	Meter	m	[L]
2.	Massa	M	Kilogram	kg	[M]
3.	Waktu	t	Second	s	[T]
4.	Suhu	T	Kelvin	K	[θ]
5.	Kuat Arus Listrik	A	Ampere	A	[I]
6.	Intensitas Cahaya	ln	Candela	Cd	[J]
7.	Jumlah Zat	n	Mol	mol	[N]

Selain tujuh besaran pokok diatas ada dua besaran pokok tambahan, yaitu;

No.	Besaran Pokok	Simbol Besaran Pokok	Satuan dalam SI	Sombol Satuan	Dimensi
8.	Sudut Datar	θ	Meter	m	[L]
9.	Sudut Ruang	ϕ	Kilogram	kg	[M]

b.   Besaran Turunan

Besaran turunan adalah besaran yang diturunkan dari besaran pokok. Besaran turunan ini dapat diturunkan dari satu atau lebih besaran pokok. Oleh karena itu, satuan pada besaran turunan ini merupakan gabungan dari beberapa satuan pada besaran pokok.

No.	Besaran Turunan	Penjabaran	Satuan dalam SI	Dimensi
1.	Kecepatan
2.	Massa jenis
3.	Usaha (W)	Gaya x Perpindahan	Kg.m2/s2 = joule (J)

 

Fungsi Dimensi

Dimensi Digunakan Untuk Membuktikan Kebenaran Suatu Persamaan. Pembelajaran ilmu fisika banyak bentuk-bentuk penjelasan sederhana untuk memudahkan seperti persamaan fisika. Bagaimana cara membuktikan kebenarannya..?? salah satunya ialah dengan analisa dimensional.

Analisis Dimensional

Analisis dimensional merupakan suatu cara untuk menentukan satuan dari suatu besaran turunan, dengan cara memperhatikan dimensi besaran tersebut. Salah satu manfaat dari konsep dimensi ialah untuk menganalisis atau menjabarkan benar atau salahnya suatu persamaan “fungsi dimensi”, metode penjabaran dimensi atau analisis dimensi menggunakan aturan:

• Dimensi ruas kanan sama dengan dimensi ruas kiri.
• Setiap suku berdimensi sama.

---