Fisika Klasik Fisika Kelas 12 Siswanto Sukaryadi 2009

Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2 153 Pada akhir abad ke-19 banyak penemuan yang sangat mengejutkan. Penemuan itu antara lain gelombang elektromagnetik oleh Maxwell, radioaktivitas oleh Henri Becquerel, teori dualisme partikel-gelombang oleh De Broglie, dan yang terkenal adalah teori relativitas Einstein. Temuan-temuan ini membawa manusia pada peradaban baru.

B. Transformasi Galileo

Pada saat kamu duduk membaca buku ini di dalam suatu ruangan, kamu dikatakan dalam keadaan diam karena posisimu tetap terhadap tempat duduk. Tetapi sadarkah kamu, bahwa ternyata pada saat yang sama kamu sedang bergerak dengan kecepatan tidak kurang dari 1.600 kmjam terhadap sumbu rotasi bumi? Sementara itu, kita juga bergerak bersama bumi mengelilingi matahari, dan bersama matahari kita bergerak mengelilingi pusat galaksi kita. Dari kenyataan ini jelas bahwa tidak ada gerak mutlak, yang ada adalah gerak yang relatif. Pernyataan ini dikenal sebagai relativitas Newton . Kedudukan suatu benda diam atau bergerak memerlukan suatu kerangka acuan . Coba perhatikan kerangka acuan seperti ditunjukkan gambar 9.2 berikut Anggaplah S adalah sebuah tiang di stasiun kereta api dan S adalah gerbong kereta api yang bergerak dengan kecepatan v terhadap stasiun B adalah seorang penumpang yang bergerak di dalam kereta api searah dengan arah gerak kereta api. Terhadap kerangka acuan S, B memiliki koordinat B x, y, z dan terhadap kerangka acuan S memiliki koordinat B x, y, z. Pada kedua kerangka acuan tersebut terdapat hubungan berikut. x = x – vt . . . 9.1 y = y z = z Gambar 9.2 Kedudukan sebuah benda dilihat dari dua kerangka acuan S dan S Y Y x v . t v x x B S S Z Z v X Kompetensi Fisika Kelas XII Semester 2 154 Dalam tinjauan ini kita menganggap waktu yang diamati oleh pengamat yang berada di kedua kerangka acuan adalah sama. Secara matematis dapat dituliskan sebagai: t = t . . . 9.2 Kedua persamaan di atas dikenal sebagai transformasi Galileo . Jika persamaan 9.1 kita turunkan terhadap waktu akan diperoleh: dx dx v dt dt = Bentuk dx dt = v x tidak lain adalah kecepatan benda B terhadap S dan dx dt = v x adalah kecepatan benda B terhadap S. Dengan demikian bentuk diferensial dari persamaan 9.1 adalah: v x = v x – v . . . 9.3 y y dy dy v v dt dt = = = . . . 9.4 z z dz dz v v dt dt = = = . . . 9.5 Jika persamaan kecepatan kita turunkan terhadap waktu maka akan kita dapatkan persamaan percepatan berikut. x x x x dv dv a a dt dt = = = . . . 9.6 y y y y dv dv a a dt dt = = = . . . 9.7 z z z z dv dv a a dt dt = = = . . . 9.8 Dari persamaan 9.6 dapat kita lihat bahwa percepatan pada kerangka acuan S sama dengan percepatan pada kerangka acuan S. Jika massa benda pada kedua kerangka acuan kita anggap sama, misalnya m maka gaya yang bekerja pada benda dilihat dari kedua kerangka acuan tersebut juga sama, yaitu: F = m . a dan F = m . a atau F = F . . . 9.9 Transforma- si Galileo