Yuk, Belajar Relativitas, Laju Waktu yang Relatif

Perkembangan sains tidak pernah berhenti setiap harinya, akan selalu ada hal baru yang bisa diteliti dan ditemui hasilnya. Keajaiban selalu datang dan teori-teori lama berganti baru. Adapun salah satu teori dari Albert Einstein yang sangat memukau perihal Relativitas Waktu dan hal ini telah terbukti secara ilmiah. Salah satu teorinya ialah Teori Relativitas Khusus Einstein.

Tahukah kamu?

Teori ini menunjukkan suatu konsep dimana ketika kelajuan objek mendekati kelajuan cahaya dalam vakum, maka ruang dan waktu perlu ditinjau sebagai sistem 4 dimensi, dengan berbagai konsekuensi, di antaranya. waktu setiap kerangka bersifat relatif.

Nah, jika suatu kerangka acuan bergerak relatif terhadap kerangka acuan lain, maka waktu yang dialami oleh kedua kerangka akan berbeda. Perbedaan waktu tersebut kemudian dikenal sebagai konsep dilasi waktu (relativitas waktu).

Namun, hal ini hanya berlaku jika gerak tersebut mempunyai kecepatan yang mendekati cahaya. Perbedaan waktu tersebut kemudian dikenal sebagai konsep dilatasi waktu (relativitas waktu).

Teori Relativitas Khusus

Teori relativitas khusus menjelaskan mengenai struktur ruang dan waktu. Einstein memperkenalkan teori ini sejak tahun 1905 yaitu tentang elektrodinamika benda bergerak.

Maksud dari teori ini ialah jika ada dua pengamat dalam kerangka acuan yang sama dan bergerak dengan kecepatan sama relatif terhadap pengamat lain, maka kedua pengamat tidak dapat memberi keputusan bahwa mereka bergerak ataupun diam.

Rumus Teori Relativitas

Einstein menerangkan bahwa tidak ada suatu benda yang dapat sampai mencapai kecepatan cahya. Akan tetapi teori relativitas einstein di atas mengakibatkan perubahan yang agak menyimpang dari kejadian sehari-hari.

1. Rumus Penjumlahan Kecepatan secara Relativitas

untuk objek objek yang bergerak dalam 1 dimensi berlaku hubungan:

v = (v1 + v2) / (1 + v1 v2 /c2)

keterangan:

v = kecepatan objek 1 terhadap 3

v1 = kecepatan objek 1 terhadap 2

v2 = kecepatan objek 2 terhadap 3

c = kelajuan cahaya dalam vakum

2. Rumus Pemuaian Waktu

Δt = Δt0 / √ (1-v2/c2)

keterangan:

Δt = perubahan waktu yang diamati pengamat yang bergerak dengan kecepatan v

Δt0 = perubahan waktu yang diamati pengamat yang diam

v = kecepatan pengamat

3. Rumus Kontraksi Lorentz

L = L0 √ (1-v2/c2)

keterangan:

L = panjang benda yang diamati pengamat yang bergerak dengan kecepatan v

L0 = panjang benda yang diamati pengamat yang diam

v = kecepatan pengamat

4. Rumus Energi Kinetic Benda Bermassa M0

Ek = [m0 c2 / √ (1- v2/c2)]-m0 c2

Nah, kalau yang satu ini membuat massa seolah-olah naik. Tapi perlu hati2 bahwa ini bukan berarti persamaan yang kita pakai di hukum newton dapat diubah ke teori relativitas dengan hanya mengubah massa menjadi massa relativistik, ya. Perubahan massa menjadi massa relativistik bisa dipakai pada kasus-kasus tertentu, tapi tidak semua kasus.

5. Rumus Energi Total

E = E0 + Ek

keterangan:

E0 = energi diam (E=m0c2)

Nah, kita sudah kenalan, nih, dengan rumus-rumus dari berbagai teori relativitas, sekarang mari kita membahas soal dari salah satu teori di atas, ya!

Contoh Soal:

Sebuah partikel yang bererak dengan kecepatan 0.9c dengan massa diam sebuah partikel adalah m0. Berapa massa partikel tersebut saat bergerak?

Diketahui

Massa diam = m0

v = 0.9 c

Penyelesaian

m = m0 / √ (1- v2/c2)

m = m0 / √ (1-(0.9c)/ c2)

m = m0 / √ (0.19)

m = m0 / 0.43

m = 2.33 m0

Maka, massa partikel tersebut saat bergerak adalah 2.33 m0

Jadi, bagaimana pemahamanmu tentang relativitas? Jangan lupa pelajari soal-soal lebih banyak lagi, ya!

Share to your beloved people

Leave a Reply

17 + eighteen =