Soal Dan Jawaban Bab Teori Relativitas

Pilihan ganda

1. Sebuah pesawat antariksa melewati bumi dengan kelajuan 0,6 c. Menurut penumpang pesawat panjang pesawat L,maka menurut orang di bumi panjang pesawat adalah….

a.      2 L

b.      L

c.       0,8 L

d.      0,6 L

e.      0,4 L

2. Sebuah roket waktu diam dibumi mempunyai panjang 100m. Roket tersebut bergerak dengan kecepatan 0,8c ( c = kecepatan cahaya dalam vakum). Menurut orang di bumi,panjang roket tersebut selama bergerak adalah….

a.      50m

b.      60m

c.       70m

d.      80m

e.      100m

3. Balok dalam keadaan diam panjangnya 2 meter. Panjang balok ,menurut pengamat yang bergerak terhadap balok dengan kecepatan 0,8c (c = laju cahaya)adalah….

a.      0,7m

b.      1,2m

c.       1,3m

d.      1,6m

e.      2,0m

4. 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 vA = vB = ¾ c (c adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat A menurut pilot pesawat B adalah…

a.      9/16 c

b.      8/9 c

c.       24/25 c

d.      4/3 c

e.      3/2 c

5. Panjang benda diukur pengamat yang diam = 12 m. Berapakah panjang benda itu bila diukur oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya) relatif terhadap benda?

a.      12,6 m

b.      12,2 m

c.       9,6 m

d.      7,2 m

e.      6,0 m

6. Panjang benda diukur saat bergerak menyusut 20 cm dari panjangnya saat diukur dalam keadaan diam. Bila panjang benda diukur dalam keadaan diam panjangnya 1 m dan c = kecepatan cahaya, maka kecepatan gerak benda adalah...

a.      0,2 c

b.      0,3 c

c.       0,4 c

d.      0,6 c

e.      0,8 c

7. Benda bergerak dengan laju 0,6 c dengan arah sesuai panjang benda. Bagi pengamat yang diam terlihat panjang benda mengalami penyusutan sebesar...

a.      6 %

b.      20 %

c.       36 %

d.      64 %

e.      80 %

8. Suatu peristiwa terjadi selama 3 sekon menurut pengamat yang bergerak menjauhi peristiwa itu dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya). Menurut pengamat yang diam, peristiwa tersebut terjadi selama selang waktu...

a.      5,0 s

b.      4,8 s

c.       3,0 s

d.      1,8 s

e.      1,2 s

Uraian

9. Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 120 km/jam. Pada saat itu Salim berlari di atas kereta dengan kecepatan 10 km/jam searah kereta. Berapakah kecepatan Salim tersebut menurut orang yang berada di dalam kereta api dan orang yang berdiri di stasiun?

Jawab : Stasiun relatif diam menjadi kerangka acuan terhadap kereta api dan kereta api sebagai kerangka acuan terhadap Salim. Maka kecepatan Salim relatif terhadap kereta api adalah:

v_x’ = +10 km/jam

Sedangkan kecepatan Salim terhadap stasiun adalah v_x, besarnya memenuhi:

v_x = v + v_x’

v_x = 120 + 10

v_x = 130 km/jam

10. Partikel B bergerak terhadap A dengan kecepatan 0,8c ke kanan. Partikel C bergerak terhadap B dengan kecepatan 0,6c ke kanan. Tentukan kecepatan partikel C relatif terhadap A berdasarkan relativitas Newton.

Jawab : Partikel A diam menjadi kerangka acuan dari partikel B dan partikel B sebagai kerangka acuan dari partikel C. Maka kecepatan partikel C relatif terhadap A yakni:

v_x = v + v_x’

v_x = 0,8c + 0,6c

v_x = 1,4c

Jadi, kecepatan partikel C relatif terhadap A adalah 1,4c.