Teori Relativitas: Pengertian, Rumus, Contoh Soal

By | May 3, 2023


Hai Sobat Fisika, semua kembali lagi bersama kami

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas sesuatu yang relatif terhadap keadaan

Langsung saja kita simak pembahasannya

Memahami Teori RelativitasS

Sebelum memulai pembahasan panjang lebar kita perlu mengetahui pengertian dari teori relativitas.

Jadi teori relativitas adalah teori relativitas umum dan relativitas khusus yang diciptakan oleh seorang ilmuwan bernama Albert Einstein.

Teori ini dirumuskan untuk menjelaskan bahwa gelombang elektromagnetik tidak sesuai dengan teori gerak klasik yaitu teori gerak Newton.

Teori relativitas sendiri memiliki beberapa macam yang akan kita bahas berikut ini.

Teori relativitas tidak hanya satu, tetapi ada beberapa jenis.

Lalu apa bedanya dan bagaimana cara menggunakannya? Mari kita lihat perlahan.

Teori Relativitas Khusus

Dalam teori relativitas khusus kita akan membahas struktur ruang dan waktu. Einstein memperkenalkan teori ini sejak tahun 1905, yaitu mengenai elektrodinamika benda bergerak.

Teori ini menjelaskan bahwa jika ada dua pengamat dalam kerangka acuan yang sama dan bergerak dengan kecepatan relatif sama terhadap pengamat lain, maka kedua pengamat tersebut tidak dapat mengambil keputusan apakah sedang bergerak atau diam.

Teori Relativitas Umum

Teori relativitas umum ini berbicara tentang gravitasi yang dikembangkan Einstein. Pembangunan ini didasarkan pada prinsip kesetaraan.

Ketika sebuah benda dipercepat dan diam dalam medan gravitasi yang identik secara fisik, itu menghasilkan jatuh bebas (gerak inersia).

Benda yang jatuh bebas akan jatuh karena tidak ada gaya yang menahannya, bukan karena gaya gravitasi yang diterapkan pada mekanika klasik.

Einstein menyatakan ruang dan waktu adalah kelengkungan. Pada tahun 1915 ia menyusun hubungan antara kelengkungan ruang dan waktu untuk massa, energi, dan momentum.

Untuk mengetahui dan memprediksi kejadian dari teori relativitas, kita perlu memahami persamaan-persamaan tersebut yang akan kita bahas di bawah ini.

Baca juga hukum Kepler.

Formula Teori Relativitas

Einstein menyatakan bahwa tidak ada benda yang dapat menandingi kecepatan cahaya. Namun, teori relativitas Einstein di atas menghasilkan perubahan yang agak menyimpang dari kejadian sehari-hari.

1. Rumus Relativitas Kecepatan

v = v1 + v2 / (1 + v1 ay2 /C2)

Di mana

  • v = kecepatan benda 1 sampai 2I
  • ay1 = kecepatan benda 3 ke 2
  • ay2 = kecepatan benda 2 banding 1
  • c = kecepatan cahaya

2. Rumus Perpanjangan Waktu

Δt = Δt0 / √ (1-v2/C2)

Di mana

  • Δt = perubahan waktu yang diamati oleh seorang pengamat yang bergerak dengan kecepatan v
  • Δt0 = perubahan waktu yang diamati oleh pengamat yang diam
  • v = kecepatan pengamat

3. Rumus Kontraksi Lorentz

L = L0 √ (1-v2/C2)

Di mana

  • L = panjang benda yang diamati oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan v
  • L0 = panjang benda yang diamati oleh pengamat yang diam
  • v = kecepatan pengamat

4. Rumus Relativitas Massa dan Energi

m = m0 / √ (1- v2/C2)

Di mana

  • m = massa benda yang diamati oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan
  • M0 = massa benda yang diamati oleh pengamat yang diam
  • v = kecepatan pengamat

5. Rumus Energi Kinetik Benda Bermassa m0

ek = [m0 c2 / √ (1- v2/c2)]-M0 C2

6. Rumus energi total

E = E0 +Ek

Di mana

  • e0 = energi istirahat (E=m0C2)

Setelah kita membahas rumus persamaan dan definisi teori relativitas, sekarang kita akan menguji pemahaman kita. Mari kita kerjakan beberapa soal di bawah ini.

Baca juga gaya Lorentz.

Contoh Teori Relativitas

1. Sebuah partikel bergerak dengan kecepatan 0,9c dengan massa partikel diam adalah m0. Berapakah massa partikel saat bergerak?

Diskusi

Dikenal

Massa diam = m0

v = 0,9 c

Penyelesaian

m = m0 / √ (1- v2/C2)

m = m0 / √ (1-(0,9c)2 /C2)

m = m0 / √ (0,19)

m = m0 / 0,43

m = 2,33 m0

jadi massa partikel saat bergerak adalah 2,33 m0.

2. Seorang pengamat ruang angkasa mengamati bahwa ada dua pesawat ruang angkasa x dan y yang datang menuju stasiun ruang angkasa yang ditempati oleh pengamat dari arah berlawanan dengan kecepatan vx = vy = ½ c (c adalah kecepatan cahaya). Berapa kecepatan pesawat x menurut pilot pesawat y?

Diskusi

Dikenal

vx = vy = ½ c

Penyelesaian

vxy = vx + vy / (1 + vx vy /c2)

vxy = ½ c + ½ c / (1+ ½ c ½ c / c2)

vxy = c / (1+ ¼ )

vxy = ⅘c

Jadi kecepatan pesawat x menurut pilot y adalah ⅘ c.

Mungkin cukup pembahasan tentang teori relativitas. Baca juga Medan gaya.

Semoga bermanfaat.



Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *