Soal dan jawaban relativitas khusus

Pilihan ganda soal dan jawaban relativitas khusus 20 butir. 10 uraian soal dan jawaban relativitas khusus

1. Periode suatu pendulum di muka bumi besarnya 3,0 detik. Jika pendulum tersebut diamati oleh seseorang yang bergerak relatif terhadap bumi dengan kecepatan 0,95c (c = kecepatan cahaya). Maka, periode pendulum tersebut dalam detik menjadi ….
a. 0,5
b. 1,5
c. 9,6
d. 15
e. 300

2. Kerangka acuan inersial merupakan kerangka acuan yang ….
a. berputar pada titik pusatnya
b. diam, kemudian bergerak terhadap benda
c. bergerak, kemudian diam terhadap benda
d. diam atau bergerak dengan kecepatan berubah terhadap benda
e. diam atau bergerak dengan kecepatan tetap terhadap benda

3. Perbadingan dilatasi waktu untuk sistem yang bergerak pada kecepatan 0,8c (c = cepat rambat cahaya) dengan sistem yang bergerak dengan kcepatan 0,6c adalah ….
a. 1 : 2
b. 1 : √3
c. √3 : 1
d. 2 : 3
e. 3 : 2

4. Percobaan Michelson-Morley dilatar belakangi oleh kepercayaan ….
a. fisikawan terhadap adanya eter
b. bahwa laju cahaya tidak terbatas
c. bahwa cahaya merupakan gelombang electromagnet
d. bahwa cahaya dapat melewati ruang hampa
e. bahwa informasi dari pengukuran-pengukuran dilewatkan melalui cahaya

5. Menurut pengamat di sebuah planet ada dua pesawat antariksa yang mendekatinya dari arah yang berlawanan, masing-masing adalah pesawat A yang kecepatannya 0,5cdan pesawat B yang kecepatannya 0,4c (c = cepat rambat cahaya). Menurut pilot pesawat A besar kecepatan pesawat B adalah ….
a. 010c
b. 0,25c
c. 0,40c
d. 0,75c
e. 0,90c

6. Percobaan Michelson-Morley meng gunakan sifat cahaya, yaitu ….
a. difraksi
b. refraksi
c. polarisasi
d. interferensi
e. dispersi

7. Sebuah roket bergerak dengan kecepatan 0,8c. Jika dilihat oleh pengamat yang diam, panjang roket itu akan menyusut sebesar ….
a. 20%
b. 36%
c. 40%
d. 60%
e. 80%

8. Hal-hal berikut ini yang tidak berkaitan dengan postulat prinsip relativitas khusus adalah ….
a. kecepatan cahaya merupakan besaran yang isotropic
b. kecepatan cahaya besarnya tetap di dalam ruang hampa
c. hukum-hukum elektromagnetik berkaitan erat dengan transformasi Lorentz
d. hukum-hukum Newton tak bersesuaian dengan transfromasi Lorentz
e. hokum-hukum Newton hanya berlaku di dalam kerangka acuan inersial

9. Jika c adalah kelajuan cahaya di udara maka agar massa benda menjadi 125 persennya massa diam, benda harus digerakkan pada kelajuan ….
a. 1,25c
b. 1c
c. 0,8c
d. 0,6c
e. 0,5c

10. Ada dua orang bersaudara kembar A dan B. B naik pesawat Enterpraise dengan kelajuan sebesar 0,8c. Kemudian, A dan B bertemu pada suatu kesempatan dalam suatu acara keluarga. Menurut B mereka telah berpisah selama 12 tahun, sementara A mendebatnya tidak percaya. Lama perjalanan tersebut,menurut A adalah ….
a. 8 tahun
b. 10 tahun
c. 12 tahun
d. 15 tahun
e. 20 tahun

11. Jika kelajuan partikel 0,6c maka parbandingan massa relativistic partikel itu terhadap massa diamnya adalah ….
a. 5 : 3
b. 25 : 9
c. 5 : 4
d. 25 : 4
e. 8 : 5

12. Pernyataan yang benar menurut teori realtivitas Einstein adalah ….
a. massa benda diam lebih kecil daripada massa benda bergerak
b. panjang benda diam lebih panjang daripada panjang benda bergerak
c. gerak pengamat dan gerak sumbunya tidak mempenagruhi cepat rambat cahaya
d. selang waktu dua keadaan yang diamati pengamat bergerak lebih besar dari pengamat diam
e. waktu merupakan besaran yang bersifat mutlak

13. Sebuah electron yang memiliki massa diam mo bergerak dengan kecepatan 0,6c maka energi kinetiknya adalah ….
a. 0,25 moc2
b. 0,36 moc2
c. moc2
d. 1,80 moc2
e. 2,80 moc2

14. Sebuah roket panjang 100 meter dan massa 2 ton, meninggalkan bumidengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya.Menurut teori relativitas Einstein, dapat dikemukakan oleh orang di bumi adalah ….
a. massa roket < 20 ton, panjang roket >100 meter
b. massa roket > 20 ton, panjang roket
c. massa roket < 20 ton, panjang roket
d. massa roket > 20 ton, panjang roket >100 meter
e. massa dan panjang roket tetap

15. Suatu partikel bertenaga rehat E0 sedang bergerak dengan tenaga kinetik Ek dan kecepatan v sedemikian rupa hingga v/c = 0,99. Ek/E0 untuk partikel besarnya ….
a. 2
b. 4
c. 6,1
d. 9
e. 12,3

16. Sebuah benda dalam keadaan diam panjangnya xo, kemudian digerakkan dengan kecepatan v (mendekati kecpatan cahaya). Panjang benda menurut pengamat diam yang berada sejajarr arah panjangnya benda adalah ….

a.

b.

c.

d.

e.

17. Agar energi kinetik benda bernilai 25% energi diamnya dan c adalah kelajuan cahaya dalam ruang hampa maka benda harus bergerak dengan kelajuan ….
a. c/4
b. c/2
c. 3c/5
d. 3c/4
e. 4c/5

18. Setiap detik di matahari terjadi perubahan 4× 109 kg materi menjadi energi radiasi. Jika laju cahaya dlam ruang hampa 3 × 1010 cm/s, daya yang dipancarkan oleh matahari adalah ….
a. 3,6 × 1030 watt
b. 4,8 × 1027 watt
c. 3,6 × 1026 watt
d. 1,2 × 1018 watt
e. 5,0 × 1010 watt

19. Sebuah benda yang berkecepatan 0,6c memiliki energi total (1,5 × 10-3 gram)c2. Jika energi c adalah kecepatan cahaya maka saat benda tersebut berkecepatan 0,8c, energi total menjadi ….
a. (2 × 10-3 gram)c2
b. (1,5 × 10-3 gram)c2
c. (1,2 × 10-3 gram)c2
d. (1,13 × 10-3 gram)c2
e. (9 × 10-4 gram)c2

20. Jika sebuah gugus bintang ditempuh dari bumi menggunakan pesawat berkecepatan tinggi dengan kecepatan v = 0,99999, membutuhkan waktu 20 tahun. Jarak gugus bintang tersebut ke bumi adalah ….
a. 20 tahun cahaya
b. 40 tahun cahaya
c. 100 tahun cahaya
d. 4000 tahun cahaya
e. 10.0000 tahun cahaya

Uraian

1. Pengamat A medapati bahawa dua peristiwa terpisah dalam ruang sejauh 600 m dan dalam waktu selama 8× 10-7 s. Berapa cepatkah seorang pengamat A’ harus bergerak relative terhadap A agar kedua peristiwa itu simultan menurut A’?

2. Sebuah partikel bergerak dengan kelajuan 0,8c. Jika massa diam partel tersebut m0, tentukanlah:

a. massa bergerak;

b. energi kinetiknya.

3. Berapa cepatkah sebuah pesawat roket harus bergerak agar panjangnya terkontraksi menjadi 99% dari panjang diamnya?

4. Tentukan kelajuan sebuah partikel sehingga energi kinetiknya sama dengan energi diamnya.

5. Pada kelajuan berapakah seorang pengamat harus bergerak melewati Bumi agar Bumi nampak seperti sebuah elips yang sumbu panjangnya enam kali sumbu pendeknya?

6. Sebuah pesawat angkasa (massa diamnya m0) bergerak sehingga energi kinetiknya dua kali energi diamnya. Jika kecepatan cahaya c, tentukan kecepatan pesawat tersebut.

7. Sebuah atom meluruh habis dalam waktu 2× 10-6 s. Berapakah waktu peluruhan atom tersebut jika diukur seorang pengamat dalam laboratorium yang terhadapnya atom bergerak dengan laju 0,8c?

8. Sebuah proton yang massa diamnya 1,7 × 10-27kg bergerak sehingga massa relativistiknya menjadi 1,25 kali massa diamnya. Berapa energi kinetik proton tersebut?

9. Sebuah partikel bermassa m0 dan bergerak dengan kelajuan 0,6c menumbuk dan menempel pada partikel sejenis lainnya yang mula-mula diam. Berapakah massa diam dan kecepatan partikel gabungan ini?

10. Daya yang dipancarkan Matahari ke Bumi 1,5 × 1016 W. Barapa massa materi yang diproses di matahari untuk menyinari Bumi dalam satu hari? (c = 3 × 108 m/s)

Kunci Jawaban

Pilihan ganda
1. C 11. C
3. B 13. A
5. D 15. C
7. C 17. C
9. D 19. A

Uraian
1. 0,4c
3. 0,141c
5. 0,986c
7. 3,33 × 10–6 s
9. 2,12m0; 0,33c

Artikel Terkait

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Budisma.web.id © 2014