TEORI RELATIVITAS
Perambatan
gelombang memerlukan medium .
Gelombang mekanik seperti seperti gelombang bunyi memerlukan medium yang
berwujud yang berwujud padat, cair dan gas. Sedangkanuntuk perambatan
gelombang elektromagnetik atau cahaya para ahli menduga adanya sejensi medium
yang disebut eter. Eter ini ada di mana – mana , juga di hampa udara. Gelombang
cahaya yang berasal dari matahari sampai di bumi akan terjadi jika ada eter..
Dugaan para ahli ternyata tidak benar setelah Michelson dan Morley mengadakan
percobaan untuk menguji kebenaran adanya eter tersebut. Hasil percobaannya
menunjukkan bahwa kecepatan cahaya dari segala arah sama dan tidak
tergantung pada gerak bumi. Hal ini membuktikan bahwa tidak ada eter di alam
semstesta ini.
1. TEORI
RELATIVITAS EINSTEIN
Dengan tiadanya
teori eter di alam semesta ini Einstein pada tahun 1905 mengumumkan teori
relativitas yang terbagi atas dua bagian :
· Teori
Relativitas khusus, yang menyangkut benda – benda yang bergerak beraturan
relative terhadap benda – banda lain
· Teori
relativitas umum, yang menyangkut benda – benda yang bergerak dipepe rcepat
relative terhadap benda – benda lain
Teori Relativitas
Khusus berdasarkan dua postulat yaitu :
· Postulat
pertama
Hukum – hokum
fisika boleh dinyatakan dengan susunan persamaan yang sama untuk semua
Contoh :
Dua percobaan yang
sama dilakukan masing – masing di atas kapal dan di daratan. Percobaan –
percobaan itu akan memberikan hasil yang sama dan tidak bergantung pada kerangka
acuan (kapal) dan kerangka acuan yang diam (daratan).
· Postulat
ke dua :
· Kecepatan
cahaya di dalam ruang hampa untuk semua pengamat samadan tidak tergantung pada
gerak sumber cahaya ataupun pengamatnya.
Contoh :
· Kecepatan
cahaya di alam semesta dalam segala arah selalu sama. Tidak ada kecepatan
relative untuk cahaya dalam ruang hampa. Kecepatan cahaya dalam ruang hampa
adalah suatu tetapan universal.
2.
RELATIVITAS KECEPATAN BENDA
Pengamatan terhadap orang yang berjalan di dalam gerbong kereta sesuai aturan
Newton dapat dituliskan dengan : jika kecepatan benda A terhadap benda B
dinyatakan dengan VAB dan kecepatan benda B terhadap benda C =
VBC , maka kecepatan benda A terhadap benda benda C dinyatakan dalam
bentuk rumus :
VAC =
VAB + VBC
Sedangkan menurut
aturan Einstein , kecepatan benda A terhadap benda C dinyatakan dalam bentuk
rumus :
Untuk benda – benda
dengan kecepatan yang jauh di bawah kecepatan cahaya kedua aturan ini
memberikan hasil perhitungan yang sama. Tetapi utnuk benda – benda yang
mempunyai kecepatan mendekati kecepatan cahaya aturan Einstein menunjukkan
keunggulan.
Contoh soal :
1. Seorang
berjalan dengan kecepatan 5 Km / jam di dalam gerbong yang melaju dengan
kecepatan 75 km / jam . Arah gerak orang dan arah gerak gerbong sama. Hitung
kecepatan orang terhadap tanah
2. Kecepatan
pesawat A terhadap B adalah 0,3c sedang kecepatan pesawat B terhadap pengamat
di bumi adalah 0,8c. Tentukan kecepatan pesawat A terhadap pengamat di bumi.
2. Kontraksi
Lorentz
Teori relati vitas
membawa pengaruh terhadap pengukuran panjang suatu benda yang bergerak
terhadap kontraksi Lorentz atau penyusutan panjang.atau ditulis
dalam bentuk persamaan:
Keterangan :
l= Panjang benda
bergerak yang diamati oleh pengamat yang diam (m)
lo = Panjang benda
diam pada suatu pada suatu kerangka acuan (m)
v = Kecepatan benda
terhadap kerangka acuan (m/s)
c = kecepatan
cahaya (3 x 10 m/s)
sejajar den gan
kecepatan v, benda akan mengalami perubahan panjang . Dimana panjang benda
seolah – olah menyusut
Contoh soal :
1. Sebuah benda
dalam keadaan diam panjangnya 10 meter. Benda bergerak dengan kecepatan 0,8
csearah dengan panjangnya. Hitung panjang benda saat bergerak ?
2.
Sebuah batang terikat pada sebuah roket yang sedang meluncur dengan
kecepatan c, menurut awak pesawat , panjang
batang adalah 2 meter. Berapakah panjang batang tersebut menurut pengamat yang
diam terhadap bumi.
3.
Dilatasi Waktu
Menurut Einstein
bahwa waktu adalah sesuatu yang relative. Di dalam suatu kerangka acuan yang
bergerak terhadap seorang pengamat yang diamterdapat lonceng yang menunjukkan
selang waktu ∆to. Selang waktu yang diamati oleh pengamat tersebut adalah
∆t lebih lamat dari pada ∆to. Beda waktu yang merupakan perpanjangan waktu pengamatan
bagi pengamat diamdisebut dilatasi waktu. Menurut Einstein hubungan antara
kedua selang waktu itu dirumuskan dengan :
= Selang waktu yang diukur oleh pengamat yang relative
bergerak (s)
=Selang waktu yang diukur oleh pengamat yang relative diam
(s)
v = kecepatan
relative pengmat yang bergerak terhadap pengamat yang diam (m/s)
c = kecepatan
cahaya ( 3 x 108 m / s)
Komentar
Posting Komentar