SERI 3 SOAL DAN PEMBAHASAN RELATIVITAS

Materi ini dikhusususkan untuk latihan atau pembelajaran untuk mempersiapkan diri mengikuti ujian seleksi berstandar Nasional, tepat seleksi masuk ke perguruan tinggi negri pavorit dan dapat juga digunakan untuk berlatih mempersiapkan diri untuk menghadapi ujian kelas di sekolah. 

 SOAL 1 : 

Dua buah pesawat terbang saling mendekati sepanjang garis lurus. Masing – masing pesawat bergerak dengan kelajuan 0,5c relatif terhadap seorang pengamat diam di bumi diantara kedua pesawat. Maka kecepatan relatif salah satu pesawat menurut pengamat pada salah satu pesawat. 

1. 0,25c 

2. 0,50c

3. 0,75c

4. 0,80c

5. 0,9c

Kunci : D 

Pembahasan : 

SOAL 2 : 

Sebuah pesawat terbang bergerak terhadap Bumi dengan laju 600 m/s. Panjang sejati pesawat 50 meter. Berapakah besar penyusutannya menurut pengamat yang diam di Bumi. 

1. Besar penyusutannya 0,1 meter 
2. Besar penyusutannya 0,3 meter 
3. Besar penyusutannya 0,4 meter 
4. Besar penyusutannya 0,5 meter 
5. Tidak ada penyusutanya

Kunci : E 

Laju pesawat v=600 :300 000 000=2 x 10^-6 m/s

Maka perubahan panjang pesawat, 

Kesimpulannya hampir tidak ada perubahan panjang jika pesawat terbang dengan kelajuan 600 m/s. 

SOAL 3 : 

Sepasang anak kembar A dan B, anak A berkelana diantariksa menggunakan pesawat dengan kelajuan tinggi. Setelah 10 tahun berkelana A kembali ke Bumi, tetapi menurut catatan B di bumi, anak A telah berkelana selama 20 tahun. Berapakah kelajuan pesawat antariksa yang ditumpangi anak A dalam perjalanannya. 

Kunci : A

Pembahasan : 

SOAL 4 : (UMPTN 1999 Rayon A)

Periode suatu pendulum di muka bumi besarnya 3,0 detik. Bila pendulum tersebut diamati oleh seseorang yang bergerak relatif terhadap bumi dengan kecepatan 0,95c (c = cepat rambat cahaya), maka periode pendulum tersebut dalam detik menjadi … 

1. 0,5 

2. 1,5 

3. 9,6

4. 15

5. 300

Kunci : C 

Pembahasan : 

Periode pendulum saat di Bumi, ∆to=3,0 detik

Kecepatan, v=0,95c

SOAL 5 : 

Perbandingan dilatasi waktu untuk sistem yang bergerak pada kecepatan (c/2)√3 (c = cepat rambat cahaya) dengan sistem yang bergerak dengan kecepatan c/2 adalah … 

1. 1 : 2 

2. 1 : √3

3. √3 : 1 

4. 2 : 3 

5. 3 : 2

Kunci : C

Pembahasan : 

SOAL 6 : ( UMPTN 2000 RAYON B)

Perbandingan dilatasi waktu untuk sistem yang bergerak pada kecepatan 0,8c (c = cepat rambat cahaya) dengan sistem yang bergerak dengan kecepatan 0,6c adalah … 

1. 3 : 4 

2. 4 : 3 

3. 9 : 2

4. 9 : 16 

5. 16 : 9 

Kunci : B

Pembahasan : 

SOAL 7 : (UMPTN 2001 RAYON A)

Menurut pengamat di sebuah planet ada dua pesawat antariksa yang mendekatinya dari arah yang berlawanan masing – masing adalah pesawat A yang berkecepatannya 0,50c dan pesawat yang kecepatannya 0,40c ( c = cepat rambat cahaya ). Menurut pilot pesawat A besar kecepatan pesawat B adalah … 

1. 0,10c

2. 0,25c

3. 0,40c

4. 0,75c

5. 0,90c

Kunci : D

Pembahasan : 

SOAL 8 : 

Sebuah roket bergerak dengan kecepatan 0,8c. Apabila dilihat oleh pengamat yang diam, panjang roket itu menyusut sebesar … 

1. 20%

2. 36%

3. 40%

4. 60%

5. 80%

Kunci : C

Pembahasan : 

Kecepatan roket bergerak, v=0,8c

Maka penyusutan panjang, 

Persentase penyusutan panjang, 

SOAL 9 : (SPMB 2004 KODE 150 Nomor 13)

Seorang astronot mengamati sebuah pesawat angkasa yang berada dalam keadaan diam relatif terhadapnya mempunyai penampang berbentuk lingkaran dengan jari – jari R. Apabila kemudian pesawat angkasa tersebut bergerak mendekati astronot dengan kelajuan relatif 0,8c, maka penampang akan tampak berbentuk … 

1. Lingkaran dengan jejari < R 

2. Lingkaran dengan jejari = R

3. Oval dengan diameter kecil < R dan diameter besar = R

4. Oval dengan diameter besar > R dan diameter kecil = R

5. Lingkaran dengan jejari > R

Kunci : B 

Pembahasan : 

Dari kontraksi Lorentz L'< Lo, jejari yang searah dengan kecepatan pesawat akan berubah R'<R sedangkan jejari yang ke arah lain tidak mengalami perubahan sehingga bentuk “lingkaran” akan menjadi berbentuk “oval” dengan diameter kecil > R dan diameter besar = 2R. 

Dan karena arah gerakan pesawat tidak diketahui terhadap jari – jari lingkaran, maka jawaban yang paling mungkin adalah gerak seperti gambar di atas, sehingga jari – jari R tidak berubah. 

SOAL 10 : (UMPTN 1997 RAYON C) 

Besarnya kecepatan gerak sepotong mistar yang panjangnya 2,0 meter agar panjangnya teramati sebesar 1,0 meter dari laboratorium adalah … 

Kunci : B

Pembahasan : 

Panjang ketika diam, Lo=2,0 meter

Panjang saat bergerak, L=1,0 meter

link youtube :// Paruliansimorangkir