Contoh Soal Massa Relativistik
Contoh Soal Massa Relativistik - Menurut relativitas Newton (fisika klasik) massa benda bersifat konstan dan tidak bergatung pada keadaan benda tersebut. Akan tetapi, teori relativitas Einstein mengemukakan lain, yaitu massa benda merupakan besaran relatif. Artinya, massa benda bergerak (m) relatif terhadap seorang pengamat yang diam akan selalu mempunyai massa yang lebih besar dibanding massa diamnya (m >> mₒ).
Partikel-partikel seperti elektron dapat dipercepat dengan akselerator. Hal tersebut telah diteliti menggunakan akselerator bundar Fermilab dari Illionis, Amerika Serikat. Akselerator tersebut memanfaatkan medan magnetik untuk mempercepat gerakan partikel. Semakin besar medan magnetik yang diberikan, semakin cepat gerakan partikelnya. Namun, percepatan yang diberikan pada partikel tersebut tidak dapat menyamai dan melebihi kecepatan cahaya. Dikarenakan setiap energi yang ditambahkan membuat partikel menjadi bertambah berat, seperti yang sudah diramalkan oleh Einstein. Massa benda yang bergerak dengan kecepatan v memenuhi hubungan berikut.
Keterangan:
mₒ = massa diam (massa benda yang diamati oleh pengamat yang diam terhadap benda);
m = massa relativistik (massa benda ketika bergerak dengan kecepatan v);
v = kecepatan benda; dan
c = kecepatan cahaya dalam vakum = 3×10⁸ m/s.
mₒ = massa diam (massa benda yang diamati oleh pengamat yang diam terhadap benda);
m = massa relativistik (massa benda ketika bergerak dengan kecepatan v);
v = kecepatan benda; dan
c = kecepatan cahaya dalam vakum = 3×10⁸ m/s.
Perubahan massa karena gerak benda hanya dapat diabaikan untuk benda yang bergerak dengan kecepatan yang jauh lebih kecil dari kecepatan cahaya. Dengan kata lain relativitas Newton hanya berlaku untuk benda-benda yang kecepatannya jauh lebih kecil dari kecepatan cahaya (v << c).
SOAL 1
Suatu benda mengalami penambahan massa 1%. Kelajuan benda tersebut adalah ....
SOAL 2
Jika kelajuan suatu partikel 0,6c, maka perbandingan massa relativistik partikel terhadap massa diamnya adalah ....
SOAL 3
Agar massa suatu benda bertambah 25% dari massa diamnya, maka benda tersebut harus bergerak dengan kelajuan ....
SOAL 4
Agar massa elektron menjadi 3 kali massa diamnya maka elektron harus bergerak dengan kelajuan ....
SOAL 5
Massa adalah besaran relatif menurut Einstein, karena ....
SOAL 6
Suatu alat yang digunakan untuk mempercepat elektron dengan memanfaatkan medan magnetik disebut ....
SOAL 7
Massa suatu benda selalu tetap karena tidak dipengaruhi oleh keadaan benda tersebut, sehingga berlaku hukum relativitas ....
SOAL 8
Faktor yang mempengaruhi perubahan massa benda ketika bergerak relatif adalah ....
SOAL 9
Saat benda bergerak dengan kelajuan 0,14c, benda tersebut mengalami penambahan panjang 1%. Kelajuan gerak benda dinaikkan menjadi 0,2c. Akibatnya massanya bertambah 2%. Perbandingan kelajuan benda saat masanya bertambah 1% dan 2% adalah .
SOAL 10
Ketika Anton berada di dalam pesawat yang bergerak dengan kelajuan 0,8c, massanya bernilai 60 kg. Jika diukur oleh pengamat yang diam, massa Anton menjadi ....