RELATIVITAS - 2

 

Selamat datang di blog saya,

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas 10 soal Relativitas yang dikutip dari buku Mandiri 3 Fisika untuk kelas XII SMA/MA halaman 119 – 120.

 

Soal : 11

Sebuah elektron mempunyai massa diam m₀, bergerak dengan laju 0,6c. Besar energi kinetiknya adalah …

A.   0,25 E₀                    D. 1,8 E₀

B.   0,36 E₀                    E. 2 E₀

C.   0,5 E₀

 

Kunci : A

 

Pembahasan :

 

Soal : 12

Agar massa benda dua kali massa diamnya, maka laju benda adalah …

A.   c/2                          D. 2c

B.   c√3/2                      E. 2,5c

C.   c

 

Kunci : B

 

Pembahasan :

 

Kedua ruas kita kuadratkan,

 

Soal : 13

Sebuah elektron mempunyai energi kinetik 1 keV(1 eV = 1,6 x 10 ^{– 19} J), maka massa elektron adalah …

A.   9,30 x 10 ^{– 31} kg                D. 9,17 x 10 ^{– 31} kg

B.   9,26 x 10 ^{– 31} kg                E. 9,017 x 10 ^{– 31} kg

C.   9,25 x 10 ^{– 31} kg

 

Kunci : A

 

Pembahasan :

 

Soal : 14

Supaya massa proton bertambah 10% dari massa diamnya, maka kecepatan proton …

A.   1,25 x 10⁸ m/s                D. 2,51 x 10⁸ m/s

B.   1,52 x 10⁸ m/s                E. 2,50 x 10⁸ m/s

C.   2,15 x 10⁸ m/s

 

Kunci : A

 

Pembahasan :

 

Soal : 15

Sebuah partikel mempunyai massa diam m₀ bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya sehingga massanya menjadi 1 ¼ kali massa diamnya. Jika kecepatan cahaya c maka kecepatan benda tersebut adalah …

A.   0,5c                  D. 0,8c

B.   0,6c                  E. 0,9c

C.   0,75c

 

Kunci : B

 

Pembahasan :

 

Soal : 16

Pesawat Enterprise membuat sinkron jamnya saat melewati Bandung pada pukul 12.00. Pesawat bergerak dengan laju 0,8c. Pada pukul 12 lebih 1 menit waktu pesawat, pilot menyalakan laser. Menurut waktu Bandung pukul 12 lebih berapa menit tepat saat laser dinyalakan ?

A.   0,5 menit                 D. 1,67 menit

B.   1,0 menit                 E. 2,00 menit

C.   1,5 menit  

 

Kunci : D

 

Pembahasan :

 

Soal : 17

Roket A dan roket B bergerak berlawanan dengan kecepatan masing – masing c/2, maka kecepatan relatif roket A terhadap roket B adalah …

A.   Nol                          D. c

B.   c/4                          E. 4c/3

C.   4c/5

Kunci :

 

Pembahasan :

 

Soal : 18

Sebuah roket memiliki panjang 50 m dan massanya 20 ton meninggalkan Bumi dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Menurut teori relativitas Einstein, menurut pengamat yang diam di Bumi bahwa …

A.   Massa roket < 20 ton, panjang roket > 50 m

B.   Massa roket > 20 ton, panjang roket < 50 m

C.   Massa roket < 20 ton, panjang roket < 50 m

D.  Massa roket > 20 ton, panjang roket > 50 m

E.   Massa dan panjang roket tetap

 

Kunci : B

 

Pembahasan :

 

Catatan,

Didalam soal tidak disebutkan besarnya nilai kecepatan benda. Maka penyelesaiannya dapat kita lakukan secara intuisi.

 

ó Panjang

ó panjang benda akan terlihat lebih pendek dari 50 m (< 50 m)

 

ó massa

ó massa benda akan bertambah (> 20 m)

 

Sehingga jawaban yang benar B.

 

Soal : 19

Sebuah roket ketika diam di Bumi mempunyai panjang 150 m, kemudian roket bergerak dengan kecepatan 0,6c. Menurut orang di Bumi panjang roket tersebut selama bergerak adalah …

A.   60 meter                  D. 120 meter

B.   80 meter                  E. 150 meter

C.   90 meter

 

Kunci : D

 

Pembahasan :

  

Soal : 20

Sebuah elektron dipercepat oleh beda potensial yang mempunyai 0,8c. Perbandingan antara massa elektron bergerak dengan massa diamnya adalah …

A.   2 : 1                        D. 5 : 4

B.   4 : 3                        E. 4 : 8

C.   5 : 3

 

Kunci : C

 

Pembahasan :

RELATIVITAS - 3

Selamat datang di blog saya,

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas 10 soal Relativitas yang dikutip dari buku Mandiri 3 Fisika untuk kelas XII SMA/MA halaman 120 – 121.

 

Soal : 21

Kesetaraan massa dan energi dikemukakan oleh …

A.   Lorentz                    D. Einstein

B.   Faraday                    E. Planck

C.   de Broglie  

 

Kunci : D

 

Pembahasan : -

 

Soal : 22

Suatu partikel bertenaga rehat E₀ sedang bergerak dengan tenaga kinetik EK dan kecepatan v sehingga v/c = 0,99. Perbandingan antara EK/E₀ untuk partikel adalah …

A.   2                             D. 9

B.   4                             E. 12,3

C.   6,1

 

Kunci : C

 

Pembahasan :

 

Soal : 23

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

A.   3 : 4                        D. 9 : 6

B.   4 : 3                        E. 16 : 9

C.   9 : 2

Kunci : B

 

Pembahasan :

 

Sistem bergerak I

Sistem bergerak II

Perbandingan sistem bergerak I : sistem bergerak II

Soal : 24

Periode sebuah pendulum di muka Bumi besarnya 0,3 sekon. Jika pendulum diamati oleh seseorang yang bergerak dengan kecepatan 0,95c maka periode pendulum tersebut adalah …

A.   0,5 s                       D. 15 s

B.   1,5 s                       E. 300 s

C.   9,6 s

Kunci : <No. Option>

 

Pembahasan :

Soal : 25

Agar energi kinetik benda bernilai 25% energi diamnya dan c adalah kecepatan cahaya dalam ruang hampa. Maka benda harus bergerak dengan kecepatan …

A.   c/4                          D. 3c/4

B.   c/2                          E. 4c/5

C.   3c/5

 

Kunci : C

 

Pembahasan :

 

Soal : 26

Sebuah partikel mempunyai massa diam m₀ bergerak mendekati kecepatan cahaya sehingga energi totalnya 2 kali energi diamnya. Partikel menumbuk partikel diam yang bermassa m₀ dan keduanya membentuk partikel baru. Momentum partikel baru adalah …

A.   3√2 m₀c                   D. √3/3 m₀c

B.   3 m₀c                      E. √3 m₀c

C.   2 m₀c

 

Kunci : E

 

Pembahasan :

 

Soal : 27

Sebuah pesawat bergerak dengan kecepatan relatif v. Sebuah peluru bermassa diam m₀ ditembakkan searah pesawat dengan kecepatan v relatif terhadap pesawat. Jika v = 2/3 c dengan c kecepatan cahaya maka menurut pengamat di Bumi energi total peluru adalah …

A.   2m₀c²               D. 2,6 m₀c²

B.   2,2 m₀c²            E. 3 m₀c²

C.   2,4 m₀c²

 

Kunci : D

 

Pembahasan :

 

Kecepatan relatif peluru, v_R :

  

Energi total yang dimiliki peluru :

 

Soal : 28

Menurut pengamat di Bumi, panjang pesawat ruang angkasa tinggal ¾ dari panjang semula. Laju pesawat tersebut adalah …

A.   c√7/4                      D. c/2

B.   2c/3                        E. c√7/6

C.   c√7/5

 

Kunci : A

 

Pembahasan :

 

 

Soal : 29

Menurut teori relativitas Einstein, sebuah benda bermassa diam m₀ setara dengan energi kinetik m₀c². Jika benda bergerak dengan kecepatan v maka energi total benda setara dengan …

 

Pernyataan di atas yang benar adalah …

A.  (1), (2), dan (3)

B.  (1) dan (3)

C.  (2) dan (4)

D. (4)

E.  (1), (2), (3), dan (4)

 

Kunci : D

 

Pembahasan :

 

Soal : 30

Besar kecepatan sepotong mistar apabila panjang mula – mula 2 m agar teramati panjangnya menjadi 1 m dari laboratorium adalah …

A.   0,5 c                       D. 0,67 c

B.   ½ √3c                      E. 1/3 √2 c

C.   1/3 c

 

Kunci : B

 

Pembahasan :