RELATIVITAS - 5

Selamat datang di blog saya,

Pada kesempatan kali ini kita akan membahas 10 soal Relativitas yang dikutip dari buku BRILIAN 3 Fisika untuk kelas XII SMA/MA halaman 105 – 106.

 

Pilihan Berganda

 

Soal : 11

Bila K adalah energi kinetik relativistik dari sebuah partikel dan v adalah kecepatannya, maka massa diam partikel tersebut diberikan oleh …

Kunci : B

Pembahasan :

Soal : 12

Sebuah elektron dengan massa diam m₀ bergerak dengan kecepatan 0,8c. Maka :

(1)   Energi kinetiknya 67% dari energi diamnya

(2)   Massanya menjadi 167% dari massa diam

(3)   Momentumnya 1,33 m_oc

(4)   Energi totalnya 1,67 m_oc²

Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor …

A.  (1), (2), dan (3)               D. (4) saja

B.  (1) dan (3)                      E. Semua benar

C.  (2) dan (4)

Kunci : E

Pembahasan :

Pernyataan (1), Benar

Pernyataan (2), Benar

 

Pernyataan (3), Benar

Pernyataan (4), Benar

Soal : 13

Jika sebuah partikel yang massa diamnya m bergerak dengan kelajuan 3/5 c, maka :

(1)   Momentum liniernya ¾ mc

(2)   Energi kinetiknya ¼ mc²

(3)   Energi totalnya 5/4 mc²

(4)   Energi diamnya ½ mc²

Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor …

A.   (1), (2), dan (3)                    D. (4) saja

B.   (1) dan (3)                            E. Semua benar

C.   (2) dan (4)

 

Kunci : A

Pembahasan :

Pernyataan (1), Benar

 

Pernyataan (2), Benar

 

 

Pernyataan (3), Benar

Pernyataan (4), salah

Soal : 14

Kelajuan partikel yang memiliki momentum linier 2,5 MeV/c dan energi relativistik total 10 MeV adalah …

A.   0,25c                       D. 0,75c

B.   0,50c                       E. c/√3

C.   1,00c

 

Kunci : A

 

Pembahasan :

 

Momentum p relativistik,

 

Energi E relativistik,

Kita substitusikan persamaan (1) dan persamaan (2),

 

 

Soal : 15

Jika energi total proton adalah tiga kali energi diamnya, maka laju proton adalah …

A.   (2c √2)/3                 D. (c √11)/2

B.   (c √5)/4                   E. (c √3)/6

C.   (3c √3)/5

 

Kunci : A

 

Pembahasan :

 

Kuadratkan sisi kiri dan kanan,

 

 

Soal : 16

Sebuah benda memiliki kecepatan 0,5c dan besar energi totalnya (1,5 x 10 ^{– 3} gram)c². Jika c adalah kecepatan cahaya, maka saat benda tersebut memiliki kecepatan 0,8c akan memiliki energi total menjadi …

A.   (22,50 x 10 ^{– 4} gram)c²             D. (21,65 x 10 ^{– 3} gram)c²

B.   (22,50 x 10 ^{– 3} gram)c²             E. (28,65 x 10 ^{– 4} gram)c²

C.   (21,65 x 10 ^{– 4} gram)c²

 

Kunci : C

 

Pembahasan :

 

Kecepatan benda, v = 0,5c

 

 

Kecepatan benda, v = 0,8c

 

 

Kemudian kita bandingkan persamaan (1) dengan persamaan (2)

 

 

 

Soal : 17

Sebuah elektron energi diamnya E₀ MeV, energi totalnya E MeV. Jika c kelajuan cahaya dalam ruang hampa, maka :

(1)   Momentum linier elektron (E² – E₀²)^1/2 / c

(2)   Energi kinetiknya (E – E₀)

(3)   Kelajuan elektron c [1 – (E₀/E)²]^1/2

(4)   Bedapotensial yang diperlukan untuk mempercepatnya dari keadaan diam adalah (E – E₀) x 10⁶ volt

Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor …

A.  (1), (2), dan (3)               D. (4) saja

B.  (1) dan (3)                      E. Semua benar

C.  (2) dan (4)

 

Kunci : E

 

Pembahasan :

  

 

Pernyataan (1), Benar

 

 

Pernyataan (2), Benar

 

 

 

Pernyataan (3), Benar

 

 

Pernyataan (4), Benar

 

 

 

 

Soal : 18

Sebuah benda memiliki massa 4 kg bergerak dengan kecepatan 0,6c ( c kelajuan cahaya). Benda tersebut bertumbukkan dengan benda yang sama dan kecepatan yang sama namun arahnya berlawanan. Jika setelah tumbukkan kedua benda menyatu dan tidak ada energi yang teradiasikan, maka massa benda gabungan setelah tumbukkan adalah …

A.  13,3 kg                     D. 6,4 kg

B.  10,0 kg                     E. 4,0 kg

C.  8,0 kg

 

Kunci : B

 

Pembahasan :

 

 

Saat benda diam, massanya m₀ = 4 kg dan saat bergerak massanya menjadi m.

 

Sesuai hukum kekekalan momentum.

Karena setelah tumbukkan kedua benda m₁ dan m₂ berhenti, berarti tidak ada energi yang diradiasikan. Maka massa gabungan kedua benda : m₁ + m₂ = 10 kg.

 

Soal : 19

Seorang pengamat di stasiun ruang angkasa mengamati adanya dua pesawat antariksa A dan B yang datang menuju stasiun tersebut dari arah yang berlawanan dengan laju V_A = V_B = ¾ c ( c adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat A menurut pilot pesawat B adalah …

A.   9c/16                      D. 4c/3

B.   8c/9                        E. 3c/2

C.   24c/25

Kunci : C

 

Pembahasan :

 

 

 

Soal : 20

Panjang benda diukur pengamat yang diam = 12 meter. Panjang benda benda tersebut bila diukur oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8c relatif terhadap benda adalah …

A.   12,6 meter               D. 7,2 meter

B.   12,2 meter               E. 6,0 meter

C.   9,6 meter

 

Kunci : D

 

Pembahasan :