Soal Relativitas 2

Pilihan Ganda

1.      Jika suatu benda dalam keadaan diam massanya 0,5 kg kemudian benda itu bergerak dengan kelajuan 0,5 c maka secara relativistik massanya menjadi ….

         A.3√3kg

         B.1/3√kg

         C.0,3√3kg

         D.1/4 √3 kg

         E.4kg

2.      Percobaan penting yang merintis jalan menuju teori relativitas khusus dilakukan oleh ….

         A.Michelson-Morley

         B.Albert Einstein.

         C.Maxwell

         D.Samuel Eter

         E.Lorenz

3.      Dari besaran – besaran berikut ini, manakah yang harganya selalu sama untuk semua kerangka acuan pengamatan ….

         A.Kecepatan benda.

         B.Kelajuan benda.

         C.Kecepatan cahaya.

         D.Panjang benda.

         E.Massa dan energi.

4.      Menurut transformasi Galileo, jika kerangka acuan x’, y’ z’ bergerak dengan kecepatan v dalam arah x terhadap kerangka x, y, z maka hubungan x dan x’ adalah ….

         A.x’ = x – vt.

         B.x’ = x + vt.

         C.x = x’ – vt.

         D.x = vt – x’t.

         E.x = vt + x’t.

5.      Kalor lebur es = 80 kal/gram, jika 1 kg air dari 0⁰C membeku semua menjadi es massa yang hilang adalah ….

         A.3 x 10^-12 kg.

         B.3,7 x 10^-12 kg.

         C.7 x 10^-12 kg.

         D.7,3 x 10^-12 kg.

         E.7,5 x 10^-12 kg.

6.      Sebuah pesawat antariksa bergerak selama satu tahun, waktu ini bersesuaian dengan 2 tahun di bumi. Kecepatan pesawat itu ….

         A.2 x 10⁸ m/s.

         B.2,5 x 10⁸ m/s.

         C.2,6x 10⁸ m/s.

         D.2,8 x 10⁸ m/s.

         E. 3 x 10⁸ m/s.

7.      Kecepatan elektron yang massa 10 kali massa diamnya adalah ….

         A.2,589 x 10⁸ m/s.

         B.2,859 x 10⁸ m/s.

         C.2,895 x 10⁸ m/s.

         D.2,985 x 10⁸ m/s.

         E. 2,598 x 10⁸ m/s.

8. Diandaikan elektron bergerak melalui air, kecepatnnya maksimum yang dapat dicapainya sama dengan . . . .

         A. kecepatan gelombang air

         B. kecepatan buni dalam air

         C. kecepatan cahaya dalam air

         D. kecepatan cahaya dalam ruang hampa

         E. tidak ada pernyataan yang benar

9. Apabila 1 gram batubara dibakar dapat menghasilkan energi sebesar 8,79 watt-jam, tetapi bila 1 gram batubara semuanya diubah menjadi energi maka energi yang dihasilkan . . . .

         A. 25 MW-jam

         B. 250 MW-jam

         C. 2500 MW-jam

         D. 25000 MW-jam

         E. 2,5 MW-jam

10. Sebuah elektron mempunyai energi kinetik 1 MeV, massa elektron itu adalah . . . .

         A. 2,59 m₀

         B. 2,95 m₀

         C. 5,29 m₀

         D. 5,92 m₀

         E. 2,5 m₀

11. Untuk mengubah relativitas Newton ke relativitas Einstein digunakan suatu transformasi, yaitu . . . .

         A.  transformasi Galilei

         B. transformasi binomial

         C. transformasi Faurier

         D. transformasi Lorentz

         E. transformasi Kecepatan

12. Pesawat ruang angkasa begerak secara relativistik hingga suatu saat E_k = ½ Ek₀. Laju pesawat itu adalah . . . .

         A. 5/12 c

         B. 5/13 c

         C. 7/12 c

         D. 7/13 c

         E. 12/13 c

13. Energi kinetik sebuah partikel yang massa diamnya  adalah ½ mc², maka kelajuan partikel itu adalah . . . .

         A. 1/3 √3  c

         B. ½ c

         C. ½ √5 c

         D. ½ √3 c

         E. ½ √7 c

14. Hubungan antara massa dan energi dituliskan dalam bentuk E = mc², rumus ini dikemukakanoleh . . . .

         A. Planck

         B. Rutherford

         C. Thomson

         D. Compton

         E. Einstein

15. Dua anak kembar A dan B berkelanan di antariksa dengan pesawat berkecepatan 0,8 c. Setelah 12 tahun berkelanan A pulang ke bumi, menurut B perjalanan A sudah belangsung . . . .

         A. 20 tahun

         B. 15 tahun

         C. 12 tahun

         D. 10 tahun

         E. 8 tahun

Soal Essay

1.    Energi kinetik proton dalam tabung TV adalah 10⁴ eV, tentukannlah perbandingan ^v/_c !

2.    Sebuah rangkaian kereta api yang bergerak relatif terhadap bumi dengan kelajuan 0,6 c terlihat panjangnya 320 m oleh pengamat yang diam di tanah. Berapakah panjang kereta api menurut pengamat yang berada di dalam kereta ?

3.    Dua kejadian pada tempat yang sama tetapi waktu yang berbeda dalam suatu kerangka acuan. Dapatkah dua kejadian berlangsung dalam waktu yang sama dalam kerangka yang bergerak relatif terhadap keranka pertama ?

4.    Jam atomik terbang pada kelajuan 400 ms^-1 antara dua titik yang berjarak 200 km di atas permukaan bumi. Berapakah ketidaksesuaian jam atomik itu dan jam di bumi jika  sebelumnya telah disinkronisasi ?

5.    Pada prinsipnya, apakah mungkin orang tua yang berkelanan ke ruang angkasa setelah ke bumi alan lebih muda dari anaknya yang tinggal di bumi ?

6.    Tentukanlah laju sebuah partikel yang energi kinetiknya lebih besar 1 % dari energi kinetik menurut mekanika Newton !

7.    Dua proton satu sama lain saling mendekat dengan kelajuan 0,96 c relatif terhadap laboratorium. Tentukanlah laju relatifnya !

8.    Proton m₀ = 1,67 x 10^-27 kg diberi percepatan melalui suatu beda potensial 1000 MV. Tentukanlah percepatan dan momentum proton !

9.    Lambang pada sisi peswat ruang angkasa berupa gais miring di tengah lingkaran (kemiringan 45⁰). Pesawat ini mendahului pesawat lain dengan kecepatan relatif 0,95 c. Menurut awak pesawat kedua, berapa besar kemiringan garis lambang pesawat itu ?

10. Suatu jenis bakteri tertentu berkembang biak menjadi 2 kali dalam waktu 20 hari, dua diantaranya dibawa ke ruang angkasa selama 100 hari. Kecepatan pesawat 0,995 c pada saat pesawat kembali ke bumi, berapa banyak bakteri yang dibawa ?