Supaya energi kinetik relativistik benda bernilai seperempat energi diamnya berapakah kecepatan

HOME PEMBAHASAN SBMPTN FISIKA SBMPTN RELATIVITAS

Pembahasan soal SBMPTN bidang study fisika tentang teori relativitas ini meliputi beberapa subtopik dalam bab teori relativitas khusus yaitu teori relativitas Einstein, relativitas kecepatan, kontraksi panjang, dilatasi waktu, massa relativistik, momentum dan energi relativistik. Dari beberapa soal yang pernah keluar dalam soal SBMPTN bidang study fisika, model soal tentang teori relativitas yang sering keluar antara lain menentukan kecepatan suatu benda terhadap benda yang lain, menentukan kecepatan suatu benda oleh pengamat diam, menentukan panjang suatu benda yang bergerak oleh pengamat yang diam, mengamati peristiwa dilatasi waktu, menentukan panjang suatu benda jika diamati oleh pengamat yang bergerak relatif terhadap benda, menentukan periode suatu pendulum, menentukan kecepatan suatu benda agar energi kinetiknya bernilai sekian persen dari energi diamnya, menentukan momentum linear, energi kinetik, energi total, dan energi diam jika kelajuan massa diam diketahui.

Soal 1 Periode suatu pendulum di mula bumi besarnya 3,0 detik. Bila pendulum tersebut diamati oleh seorang pengamat yang bergerak relatif terhadap bumi dengan kecepatan 0,95c [c = kecepatan cahaya], maka periode pendulum tersebut menjadi ... A. 0,5 detik B. 1,5 detik C. 9,6 detik D. 15 detik E. 300 detik

Pembahasan :

Dik : to = 3 detik Berdasarkan rumus dilatasi waktu: ⇒ t ≈ 9,6 detik.

Jawaban : C

Soal 2 Agar energi kinetik benda bernilai 25% energi diamnya dan c adalah kelajuan cahaya dalam ruang hampa, maka benda harus bergerak dengan kelajuan .... A. 1/4 c B. 1/2 c C. 3/5 c D. 3/4 c E. 4/5 c

Pembahasan :

Dik : Ek = 25% Eo, Ek/Eo = 0,25 Energi total benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya E = Ek + Eo Dengan : E = energi total Ek = energi kinetik Eo = energi diam Besar energi kinetik: ⇒ Ek = E - Eo

⇒ Ek =	mo.c2	− mo.c2
√1 − [v/c]2

⇒ Ek = [	1	− 1] mo.c2
√1 − [v/c]2

⇒ Ek = [	1	− 1] Eo
√1 − [v/c]2

⇒	Ek	=	1	− 1
Eo	√1 − [v/c]2

Dari soal diketahui Ek/Eo = 0,25, maka:

⇒ 0,25 + 1 =	1
√1 − [v/c]2

⇒ √1 − [v/c]2 = 4/5 Kuadratkan kedua ruas:

⇒ 1 - [v/c]2 = 16/25

⇒ [v/c]2 = 1 - 16/25 
⇒ [v/c]2 = 9/25 Akarkan kedua ruas: ⇒ v/c = 3/5 ⇒ v = 3/5 c

Jawaban : C

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Elastisitas dan Gaya Pegas.

Soal 3

Jika sebuah partikel yang massa diamnya m bergerak dengan kecepatan 3/5 c, maka pernyataan berikut yang benar adalah ... [1] Momentum lineranya 3/4 mc

[2] Energi kinetiknya 1/4 mc2

[3] Energi totalnya 5/4 mc2
[4] Energi diamnya mc2

Pembahasan :

Dik : mo = m, v = 3/5 c Pernyataan [1] - Benar Berdasarkan rumus massa relativistik: ⇒ m1 = 5/4 m Momentum linearnya:

⇒ P = m1.v

⇒ P = 5/4 m [3/5 c] ⇒ P = 3/4 mc Pernyataan [4] - Benar Energi diam :

⇒ Eo = mo.c2

⇒ Eo = m.c2 Pernyataan [3] - Benar Energi total :

⇒ E = m1.c2

⇒ E = 5/4 m.c2 Pernyataan [2] - Benar Energi kinetik : ⇒ Ek = E - Eo

⇒ Ek = 5/4 m.c2 - m.c2

⇒ Ek = 1/4 m.c2 Jadi, opsi yang benar adalah 1, 2, 3, dan 4.

Jawaban : E

Soal 4 Diketahui dua orang A dan B. A berada di bumi dan B berada di sebuah pesawat antariksa yang bergerak dengan kecepatan 0,8 c pulang-pergi terhadap bumi. Jika A mencatat perjalanan B selama 20 tahun, maka B mencatat perjalanan pesawat yang ditumpanginya selama ... A. 6 tahun B. 9 tahun C. 12 tahun D. 15 tahun E. 20 tahun

Pembahasan :

Dik : Δt = 20 tahun Berdasarkan rumus dilatasi waktu:

⇒ 20 =	Δto
√1 − [0,8c/c]2

⇒ Δto = 12 tahun.

Jawaban : C

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Inti Radioaktivitas.

Soal 5

Dua buah benda bergerak dengan kecepatan masing-masing ½c dan ¼c, arah berlawanan. Jika c = kecepatan cahaya maka kecepatan benda pertama terhadap benda kedua adalah ... A. 0,125 c B. 0,25 c C. 0,50 c D. 0,66 c E. 0,75 c

Pembahasan :

Dik : v1 = ½c dan v2 = ¼c

Jika kecepatan benda pertama terhadap benda kedua kita misalkan v12, maka:

⇒ v12 =	v1 + v2
1 + [v1.v2/c2]

⇒ v12 =	½c + ¼c
1 + [½c.¼c/c2]

⇒ v12 = 6/9c
 ⇒ v12 = 0,66c

Jawaban : D

Soal 6 Besarnya kecepatan gerak sepotong mistar yang panjangnya 2 m agar panjangnya teramati sebesar 1 m dari laboratorium adalah ... A. ½c B. ½c √3 C. c/3 D. 2c/3 E. ⅓c √2

Pembahasan :

Dik : Lo = 2m, L = 1 m Berdasarkan panjang realtivistik:

⇒ L = Lo √1 − [v/c]2

⇒ 1 = 2 √1 − [v/c]2 Kuadratkan kedua ruas:

⇒ 1 = 4{1 - [v/c]2}

⇒ 1 = 4 - 4[v/c]2
⇒ 4[v/c]2 = 3 Akarkan kedua ruas: ⇒ 2 v/c = √3 ⇒ 2v = c√3 ⇒ v = ½c √3

Jawaban : B

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Bumi Antariksa - Hukum Keppler.

Soal 7

Sebuah roket bergerak dengan kecepatan 0,8 c. Jika dilihat oleh pengamat yang diam, panjang roket itu akan menyusut sebesar ... A. 20% B. 36% C. 40% D. 60% E. 80%

Pembahasan :

Dik v = 0,8c Berdasarkan kontraksi panjang:

⇒ L = Lo √1 − [v/c]2

⇒ L = Lo √1 − [0,8c/c]2
⇒ L = Lo √1 − [0,8]2
⇒ L = Lo √1 − 0,64
⇒ L = Lo √0,36 ⇒ L = 0,6 Lo Penyusutan panjang: ⇒ ΔL = L - Lo ⇒ ΔL = 0,6Lo - Lo ⇒ ΔL = -0,4Lo Tanda minus menunjukkan penyusutan Persentase penyusutan: ⇒ %ΔL = 40%

Jawaban : C

Soal 8 Menurut pengamat di sebuah planet ada dua pesawat antariksa yang mendekatinya dari arah yang berlawanan, masing-masing adalah pesawat A yang kecepatannya 0,5 c dan pesawat B yang kecepatannya 0,4 c [c = kecepatan cahaya]. Menurut pilot pesawat A, besar kecepatan pesawat B adalah ... A. 0,10 c B. 0,25 c C. 0,40 c D. 0,75 c E. 0,90 c

Pembahasan :

Dik : va = 0,5 c, vb = 0,4 c

Jika kecepatan pesawat b menurut pengamat A kita misalkan vba, maka:

⇒ vba =	va + vb
1 + [va.vb/c2]

⇒ vba =	0,5c + 0,4c
1 + [0,5c.0,4c/c2]

⇒ vba = 0,75c

Jawaban : D

Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Gelombang Bunyi.

Soal 9

Sebuah tangki berbentuk kubus memiliki volume 1 m3 jika diamati oleh pengamat yang diam terhadap kubus tersebut. Jika pengamat bergerak relatif terhadap kubus dengan kecepatan 0,8 c panjang rusuk kubus yang teramati adalah ... A. 0,2 meter B. 0,4 meter C. 0,5 meter D. 0,6 meter E. 0,8 meter

Pembahasan :

Dik v = 0,8c, Lo = 1 m Berdasarkan kontraksi panjang:

⇒ L = Lo √1 − [v/c]2

⇒ L = 1 √1 − [0,8c/c]2
⇒ L = √1 − [0,8]2
⇒ L = √1 − 0,64
⇒ L = √0,36 ⇒ L = 0,6 meter.

Jawaban : D

Soal 10 Sebuah pesawat supercepat bergerak terhadap bumi dengan kelajuan v = 0,6c. Di dalam pesawat pulsa cahaya dipancarkan dari sumber S ke cermin C dan dipantulkan oleh cermin C ke S.

Peristiwa ini diamati oleh A yang berada di pesawat dan B yang berada di bumi. Menurut A, waktu yang diperlukan pulsa cahaya untuk bergerak bolak-balik S-C-S adalah 2 x 10-8 s. Pernyataan di bawah ini yang benar adalah ....

[1] Menurut A jarak dari S ke C adalah 3 m [2] Menurut B jarak dari S ke C adalah 2,4 m

[3] Menurut B waktu pulsa cahaya bergerak bolak-balik S-C-S adalah 2,5 x 10-8 s.

[4] Menurut B kelajuan pulsa cahaya saat bergerak dari C ke S adalah 1,2 x 108 s.

Pembahasan :

Jarak S ke C menurut A ⇒ so = ½ c.Δto

⇒ so = ½ [3 x108] [2 x 10-8]

⇒ so = 3 m Jaraka dari S ke C menurut B

⇒ s = so √1 − [v/c]2

⇒ s = 3 √1 − [0,6c/c]2
⇒ s = 3 √1 − [0,6]2
⇒ s = 3 √1 − 0,36
⇒ s = 3 √0,64 ⇒ s = 2,4 m Waktu untuk bolak-balik S-C-S menurut B

⇒ Δt =	2 x 10-8
√1 − [0,6c/c]2

⇒ Δt =	2 x 10-8
√1 − 0,36

⇒ Δt = 2,5 x 10-8 s

Sesuai dengan postulat Einstein, laju cahaya tidak berubah baik untuk pengamat bergerak ataupun pengamat diam sehingga menurut B kelajuan pulsa cahaya saat bergerak dari C ke S adalah 3 x 108 s.

Jadi, opsi yang benar adalah 1, 2, dan 3.

Jawaban : A

MENU PEMBAHASAN SBMPTN FISIKA SBMPTN RELATIVITAS

Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.

tolong y trimakasihhhh​

Sebuah transformator memiliki jumlah lilitan primer 40 lilitan dan lilitan sekunder 120 lilitan, jika tegangan pada lilitan primer 3 volt tentukan : a … jenis transformator b besar tegangan sekunder​

Sebuah benda diletakkan 15 cm di depan cermin cekung yang memiliki jarak fokus 10 cm seperti gambar. Jarak bayangan yang terbentuk dalam sistem terseb … ut adalahyang jawab dengan benar saya follow​

tolong ya makasih tdk perlu pkai cara​

Pada saat istirahat, Daffa membeli jajanan di kantin sekolah. Di kemasan jajanan tersebut tertulis bahwa komposisi makanan mengandung: 1] Natrium nitr … it2] Gula pasir3] Sakarin4] Tartazin. Zat aditif yang berfungsi sebagai pemanis pada jajanan tersebut adalah....[Pilih lebih dari satu jawaban!] *Natrium nitritGula pasirSakarinTartazinbantu jawab ajg​

Padi bulir bulat berbatang tinggi [BBTT] disilangkan dengan padi bulir panjang berbatang pendek [bbtt]. Apabila gen bulir bulat dan batang tinggi memi … liki sifat dominan, maka jika tanaman F1 disilangkan dengan sesamanya maka akan memperoleh tanaman F2. Jika jumlah yang dihasilkan 320 buah berapa buah yang memiliki sifat bulir bulat berbatang pendek ?

1.dik : m = 2× so = 10 cmdit a•si =......? b f =......? c.lukis bayangan benda2.dik : f = 15 cm so = 20 cmdit a•si =..... … .? b m=......? c.lukis bayangan benda3.dik: f = -10 ck so = 5 ckdit a•si =......? b m=......?c.lukis bayangan benda​

Kuat arus listrik yang melalui hambatan 80 dan 60 adalah....A. 0,25 A dan 1 AB. 0,50 A dan 2 AC. 0,75 A dan 2 A D. 0,75 A dan 1 A​

Sebuah rumah menggunakan alat-alat listrik sebagai berikut: 5 buah lampu 20 watt yang dinyalakan 5 jam sehari 2 buah TV 150 watt dinyalakan 4 jam seha … ri 2 buah kipas angin 75 watt menyala 5 jam sehari. 1 buah rice cooker 300 watt menyala 2 jam sehari. Jika harga setiap kWh Rp. 1200,00, dan biaya beban diabaikan berapakah biaya rekening listrik yang harus dibayar selama 1 bulan [30 hari]? A.Rp. 240.000,00 B.Rp. 120.000,00 C.Rp. 93.600,00 D.Rp. 60.000,00​

tolong lg ya trimakasihh​