RELATIVITAS - 1

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 118 – 119.

 

Soal : 1

Percobaan Michelson dan Morley bertujuan membuktikan …

A.   Kecepatan pada semua arah sama

B.   Adanya eter alam

C.   Cahaya bersifat partikel

D.  Cahaya adalah gelombang elektromagnetik

E.   Cahaya dapat merambat dalam ruang hampa

 

Kunci : B

 

Pembahasan : -

 

Soal : 2

Jika kita naik pesawat ruang angkasa dengan kecepatan 0,6c relatif terhadap Bumi. Dan sebuah pesawat ruang angkasa lain melewati kita dengan kecepatan 0,6c relatif terhadap kita. Maka kecepatan pesawat tersebut relatif terhadap Bumi adalah …

A.   0,288c                     D. 0,894c

B.   0,828c                     E. 0,948c

C.   0,882c

 

Kunci : C

 

Pembahasan :

 

Kita misalkan peswat pertama datang dari kiri dan pesawat kedua datang dari kanan. Dan besar kecepatan kedua pesawat sama besar v1 = v2 = 0,6c.

 


 


 

Soal : 3

Salah satu postulat Einstein adalah …

A.   Massa benda saat diam dan bergerak tidak sama

B.   Panjang benda saat diam tidak sama dengan saat bergerak

C.   Selang waktu yang diamati pengamat diam dan bergerak tidak   sama

D.  Semua gerak benda diatas permukaan Bumi mempunyai kecepatan mutlak

E.   Kecepatan cahaya dalam ruang hampa sama untuk semua

    pengamat baik yang diam maupun bergerak.

 

Kunci : E

 

Pembahasan :

 

Postulat Einstein

(1)      Bila dua buah sistem bergerak lurus beraturan relatif 

       satu sama lain maka semua peristiwa yang terjadi pada sistem

       yang satu berlangsung sama pada sistem yang lain.

(2)      Kecepatan cahaya adalah sama untuk segala arah, 

       tidak bergantung pada gerak, sumber cahaya, maupun

        pengamatannya.

 

 

Soal : 4

Sebuah roket ketika diam di Bumi memiliki panjang 100 m. Roket kemudian bergerak dengan kecepatan 0,8c. Menurut orang dalam roket, panjang roket adalah …

A.   60 meter                  D. 160 meter

B.   80 meter                  E. 180 meter

C.   100 meter

 

Kunci : A

 

Pembahasan :

 

Panjang saat roket diam, L0 = 100 m

Kecepatan roket, v = 0,8c

 

Panjang saat roket bergerak, L = … ?

 

Peny









Soal : 5

Ada dua anak kembar A dan B. Anak A berjalan – jalan diantariksa dengan pesawat berkecepatan 0,8c. Setelah 12 tahun berjalan – jalan A pulang ke Bumi. Menurut B perjalanan A telah berlangsung selama …

A.   8 tahun                    D. 15 tahun

B.   10 tahun                  E. 20 tahun

C.   12 tahun

 

Kunci : E

 

Pembahasan :

 

Waktu Pengamat diam B, t0 = 12 tahun

Kecepatan pesawat A, v = 0,8c

 

Waktu menurut pengamat bergerak (A), t = … ?

 

Peny


  







Soal : 6

Sebuah pesawat antariksa bergerak selama satu tahun menurut waktu pesawat. Jika waktu itu sesuai dengan 2 tahun waktu Bumi, maka kecepatan pesawat adalah …

A.   26 x 108 m/s                   D. 2 x 108 m/s

B.   6,2 x 108 m/s                  E. 1 x 108 m/s

C.   2,6 x 108 m/s

Kunci : C

 

Pembahasan :

 

Waktu pengamat bergerak, t = 2 tahun

Waktu pengamat diam, t0 = 1 tahun

 

Kecepatan pesawat, v = … ?

 

Peny


 











Soal : 7

Agar massa proton bertambah 10% dari massa diamnya, maka besar kecepatan proton …

A.   1,25 x 108 m/s                D. 2,15 x 108 m/s

B.   1,52 x 108 m/s                E. 2,51 x 108 m/s

C.   2,00 x 108 m/s

 

Kunci : A

 

Pembahasan :

 

Massa bergerak, m = m0 + 10%m0

 


 














Soal : 8

Sebuah partikel bergerak dengan laju c/2 3 maka berlaku …



 



Kunci : E

 

Pembahasan :

 

ó Perbandingan massa


 

 








ó Perbandingan EK dan E0 :


 










Soal : 9

Sebuah pesawat antariksa bergerak secara relativitas dan pada suatu saat energi kinetiknya adalah 1/12 kali energi diamnya. Laju pesawat pada saat itu adalah …

A.   5c/13                      D. 7c/13

B.   5c/12                      E. 7c/12

C.   12c/13

 

Kunci : A

 

Pembahasan :

















Kedua ruas sama – sama kita kuadratkan.



 









Soal : 10

Jika laju partikel 0,6c maka perbandingan massa relativitas terhadap massa diamnya adalah …

A.   5 : 3                 D. 4 : 5

B.   5 : 4                 E. 3 : 5

C.   8 : 5

 

Kunci : B

 

Pembahasan :



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.   c3/2                      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 :