Contoh Soal Energi Relativistik

Contoh Soal Energi Relativistik - Pada topik sebelumnya, kalian telah mempelajari topik tentang massa relativistik. Dalam topik kali ini kita akan belajar tentang energi relativistik berdasarkan konsep yang dikemukakan oleh Einstein dalam teori relativitasnya, yaitu kesetaraan massa dan energi.

Dalam teori relativitas khususnya, Einstein mengemukakan bahwa massa dan energi merupakan dua besaran yang saling terkait. Einstein menyatakan bahwa E=mc2 $E=m{c}^2$adalah energi total benda ketika bergerak dengan kecepatan v, sedangkan Eo=moc2 $E_o=m_o{c}^2$ adalah energi benda ketika diam. Jadi, terdapat kesetaraan antara massa dan energi.
         Fisika nuklir modern telah membuktikan kebenaran persamaan tersebut. Persamaan kesetaraan antara massa dan energi berperan sangat penting untuk membangkitkan tenaga listrik pada PLTN (dampak positif), atau membuat bom atom dan bom hidrogen (dampak negatif). Energi kinetik dari suatu benda yang bergerak merupakan perbedaan antara energi total dengan energi diam. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut.

Ek=E−Eo $E_k=E-E_o$

Ek=mc2−moc2 $E_k=m{c}^2-m_o{c}^2$

Ek=moc21−v2c2√−moc2$E_k=\frac{m_o{c}^2}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}-m_o{c}^2$

Ek=moc2(γ−1) $E_k=m_o{c}^2(\gamma -1)$

         Dari persamaan energi diam, terlihat bahwa ketika benda diam, maka benda tersebut tetap memiliki energi sebesar Eo=moc2 $E_o=m_o{c}^2$. Dalam pembahasan energi relativistik ini tidak berlaku hukum kekekalan massa karena massa benda yang bergerak lebih besar dibandingkan dengan massa diamnya (m >> mo) seperti yang sudah dijelaskan pada topik massa relativistik. Akan tetapi, disini tetap berlaku hukum kekekalan energi, yaitu sebagai berikut.

Energi total awal = Energi total akhir

Keterangan:
m = massa yang hilang atau yang muncul (kg);
E = energi yang muncul atau hilang (J); dan
c = kecepatan cahaya (3 x 108 m/s).

SOAL 1

Sebuah partikel bergerak dengan energi kinetik tiga kali energi diamnya. Kelajuan partikel tersebut adalah ....

SOAL 2

Energi kinetik sebuah partikel yang mempunyai massa diam sebesar 3 x 10-2 kg dan bergerak dengan kecepatan 0,5c adalah ....

SOAL 3

Sebuah pesawat antariksa bergerak dengan energi kinetiknya sebesar 112$\frac{1}{12}$ kali energi diamnya. Kelajuan pesawat antariksa saat itu adalah ....

SOAL 4

Agar energi kinetik benda bernilai 25% energi diamnya, maka benda harus bergerak dengan kelajuan ....

SOAL 5

Besar kecepatan elektron yang energi diamnya 0,8 energi totalnya adalah ...c

SOAL 6

Sebuah elektron memiliki massa diam mo dan bergerak dengan kecepatan 0,6c. Energi kinetik elektron tersebut adalah ... moc2.

SOAL 7

Sebuah benda memiliki massa 2 gr. Jika benda tersebut bergerak dengan kecepatan 0,6c, maka energi kinetiknya adalah ....

SOAL 8

Dalam pembahasan energi relativistik tidak berlaku hukum kekekalan massa karena ....

SOAL 9

Kesetaraan antara massa dan energi berperan sangat penting dalam pengembangan energi nuklir, yaitu sebagai ....

SOAL 10

Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 0,8c. Energi diam elektron tersebut adalah ....

Tentang: Contoh Soal Fisika Index

Share:

Artikel Terkait