SOAL ULANGAN 2
RELATIVITAS WAKTU, PANJANG, MASSA, MOMENTUM DAN ENERGI RELATIVISTIK
Jawablah pertanyaan berikut dengan benar!
Relativitas Kecepatan
1. Sebuah kereta api bergerak dengan
kelajuan 70 km/jam. Seorang penumpang melemparkan benda dengan kelajuan 15
km/jam. Berapa kelajuan benda terhadap orang yang diam di tepi rel jika arah
lemparan (a) searah dan (b) berlawanan arah dengan arah gerak kereta api?
2. Sebuah pesawat antariksa bergerak
dengan kelajuan 0,85c. Seorang awak dalam pesawat tersebut menembakkan sebuah
rudal dengan kelajuan 0,35c searah dengan gerak pesawat. Berapa kecepatan rudal
tersebut menurut pengamat yang diam di bumi?
3. Dua buah benda
bergerak dengan kecepatan masing-masing 1/2 c dan ¼ c dalam arah saling
berlawanan. Berapa kecepatan benda pertama terhadap benda kedua?
4. Seorang pengamat di
bulan melihat pesawat angkasa luar A dan B bergerak mendekati bulan dalam arah
yang berlawanan, masing-masing dengan kelajuan 0,8c dan 0,9c. Berapakah kelajuan
bulan mendekati pesawat A menurut pengamat dalam pesawat A dan kelajuan bulan
mendekati pesawat B menurut pengamat dalam pesawat B?
5. Berapakah kelajuan B
terhadap A menurut pengamat dalam pesawat A begitu juga sebaliknya pada data
dalam soal diatas?
Relativitas Panjang
1. Sebuah roket waktu
diam di bumi mempunyai panjang 100 m. Roket tersebut bergerak dengan kecepatan
0,8 c (c = kecepatan cahaya dalam vakum). Menurut orang di bumi, panjang roket
tersebut selama bergerak adalah …
a. 50 m
b. 60 m
c. 70 m
d. 80 m
e. 100 m
2. Balok dalam keadaan
diam panjangnya 2 meter. Panjang balok menurut pengamat yang bergerak terhadap
balok dengan kecepatan 0,8 c (c = laju cahaya) adalah ...
a. 0,7 m
b. 1,2 m
c. 1,3 m
d. 1,6 m
e. 2,0 m
3. Sebuah pesawat
antariksa melewati bumi dengan kelajuan 0,6 c. Menurut penumpang pesawat
panjang pesawat L, maka menurut orang di bumi panjang pesawat adalah …
a. 2 L
b. L
c. 0,8 L
d. 0,6 L
e. 0,4 L
4. Pada saat bergerak,
panjang sebuah pesawat menjadi 1/2 panjang pesawat itu dalam keadaan diam. Jika
c = kecepatan cahaya, maka kecepatan pesawat itu relatif terhadap pengamat yang
diam adalah …
a. 1/2 c
b. ½ √2 c
c. ½ √3 c
d. 3/4 c
e. 4/3 c
5. Benda bergerak dengan
laju 0,6 c dengan arah sesuai dengan panjang benda. Bagi pengamat yang diam
terlihat panjang benda itu mengalami penyusutan sebesar …
a. 6 %
b. 20 %
c. 36 %
d. 64 %
e. 80 %
Relativitas Waktu
1. Sebuah pesawat ruang
angkasa yang mengitari bumi sambil memancarkan sinyal diamati dari bumi.
Kecepatan pesawat 0,6 c. Ternyata sinyal memiliki periode 24 menit. Jika c
adalah laju cahaya di udara maka perioda sinyal yang sebenarnya adalah ....
a. 40 menit
b. 30 menit
c. 24 menit
d. 19,2 menit
e. 14,4 menit
2. Sebuah partikel pion dalam keadaan
diam mempunyai umur 1,8 x 10-8 detik kemudian berubah menjadi bentuk
lain. Bila pion itu bergerak dengan kecepatan 0,95c terhadap bumi, maka berapa
umurnya?
3. A dan B masing-masing berumur 40
tahun. A berkelana dengan menggunakan pesawat berkecepatan 0,8c ke suatu planet
yang jaraknya 4 tahun cahaya dari Bumi. Setelah tiba di planet, A kembali ke
bumi dan bertemu dengan B. Berapakah umur masing-masing ketika bertemu di Bumi?
4. Menurut orang yang berada dalam sebuah
pesawat antariksa, mereka memancarkan dua sinyal cahaya ke Bumi dalam selang
waktu 1 sekon. Selama selang waktu berapa sekonkah kedua sinyal itu terukur
oleh pengamat di Bumi, apabila kecepatan pesawat 0,6c terhadap pengamat di Bumi?
5. Pengamat di Bumi berhasil mendeteksi
sebuah pesawat UFO yang bergerak dengan kelajuan 0,9c selama 3 tahun. Berapa
jauhkah jarak yang ditempuh pesawat (dalam tahun cahaya) menurut :
a. pengamat di Bumi
b. penumpang pesawat
c. berapa lama perjalanan tersebut
berlangsung menurut penumpang pesawat?
Relativitas Massa, Momentum, dan Energi Relativistik
1. Massa benda yang
bergerak dengan kecepatan 0,6c (c = kecepatan cahaya) akan berubah menjadi n
kali massa diamnya, maka n adalah …
a. 0,80
b. 1,25
c. √2
d. √3
e. 3
2. Massa diam suatu
benda m0 dan massa bergeraknya m. Apabila benda itu bergerak dengan
kecepatan 0,6 c dimana c = laju cahaya dalam ruang hampa, maka hubungan mo dan
m yang benar adalah …
a. m0 = 1,25
m
b. m0 = 0,8 m
c. m0 = 1,0 m
d. m0 = 0,5 m
e. m0 = 0,6 m
3. Sebuah partikel
bergerak dengan laju v = ½ √3 c. Jika m0 adalah massa diam, m
adalah massa bergerak, Ek adalah energi kinetik, dan E0 adalah
energi diam, maka berlaku persamaan ...
a. m = ½ m0 dan Ek = ½ E0
b. m = 4/3 m0 dan
Ek = E0
c. m = 3/2 m0 dan
Ek = E0
d. m = 2 m0 dan
Ek = 2 E0
e. m = 2 m0 dan
Ek = E0
4. Sebuah elektron
memiliki massa m0 = 9,11 x 10-31 kg dan bergerak dengan
kecepatan v = 0,75c. Tentukan besarnya momentum relativistik dan bandingkan
terhadap besarnya momentum menurut mekanika klasik!
5. Sebuah proton
bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga energinya sama dengan tiga kali
energi diam. Tentukan :
a. energi diam proton
dalam eV
b. besar kecepatan
proton
c. energi kinetik proton
dalam eV
d. momentum proton
Share This Article :
comment 0 komentar
more_vert