SMART SOLUTION UN FISIKA SMA 2013 (SKL 6 Indikator 6.3 Teori Relativitas)
Smart Solution
UJIAN NASIONAL
TAHUN PELAJARAN 2012/2013
Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN 2013
Fisika SMA
Disusun Oleh :
Pak Anang
6.3. Menentukan besaran-besaran fisis terkait dengan teori relativitas.
Kecepatan Relatif
�
=
�
+
Besaran Fisika yang Berubah
Akibat Postulat Einstein
+�
� �
Massa Relativitas
Waktu Relativitas
(mulur)
Kontraksi Lorentz /
Panjang Relativitas
(memendek)
TIPS SUPERKILAT
Ingat apa kata Einstein:
… �ecepatan tida� mung�in me�ebihi
kecepatan cahaya ( …
Momentum Relativistik
Misal, pesawat A bergerak mendekati pesawat B,
kecepatan masing-masing pesawat A dan pesawat B
adalah 0,6 dan , , maka kecepatan relatif A
terhadap B ada�ah ….
Kecepatan pasti bukan � = ,
Tetapi � = (
+ ,
, + ,
,
) =
+ , ∙ ,
,
Energi Kinetik
Relativistik
Catatan:
= ,
�=√ −
�
=
∆ =
�
∆
�
�=� �
�=
�
�
� = ����� − �
��
� =( − ) �
�
� =
TRIK SUPERKILAT
Untuk mempercepat hitungan ubah konsep rumus kecepatan relativitas, untuk variabel
kecepatan pakai angkanya saja dan buang -nya, karena cukup taruh di belakang saja.
� +�
� = +� �
Bilangan antara kecepatan � dan � = √ −
Contoh:
jika � = , , maka � = , , dan sebaliknya.
jika � =
, maka � = , dan sebaliknya.
�
adalah berhubungan secara ��
� � � !!!
Atau bisa dilihat dalam tabel di bawah:
Kecepatan �
�=√ −
�
,
,
,
√
,
√
√
√
…
…
Tips menghafal konsep panjang, massa, waktu, momentum relativitas, dll. Karena satu-satunya
variabel yang mengecil hanyalah panjang, yang lain membesar. Jadi hanya panjang saja yang
dikali �. Lainnya dibagi �. (panjang ketika bergerak lebih kecil dari panjang ketika diam)
Jika yang ditanya adalah perubahan massa jenis, maka � = ρ γ. Jika yang ditanya adalah
perubahan luas A dan volume V , maka � = A γ dan � = V γ.
Ingat, Energi total adalah energi bergerak ditambah energi diam.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 213
CONTOH SOAL
Kecepatan Relatif
1. Seorang pengamat di stasiun ruang angkasa mengamati adanya dua pesawat antariksa A dan B
yang datang menuju stasiun tersebut dari arah yang berlawanan dengan kelajuan masingdan � =
( adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat B menurut pilot
masing � =
pesawat A adalah ....
A.
TRIK SUPERKILAT:
B.
�=
C.
D.
+
E.
+
=
∙
=
2. Seorang pengamat di stasiun ruang angkasa datang menuju stasiun tersebut dari arah
( adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat A
berlawanan dengan kelajuan � = � =
menurut pilot pesawat B adalah ....
A.
B.
TRIK SUPERKILAT:
C.
�=
D.
E.
+
+
∙
=
=( ×
) =
3. Dua pesawat supersonik datang dari arah berlawanan dengan kecepatan sama sebesar 0,25 .
Kelajuan pesawat pertama menurut pilot di pesawat kedua adalah ....
A.
B.
C.
D.
E.
TRIK SUPERKILAT:
�=
+
+
∙
=
=( ×
) =
4. Dua pesawat supersonik A dan B bergerak dengan kecepatan 0,45 . Pesawat A bergerak dari
arah yang berlawanan dengan arah gerak pesawat B. Kecepatan pesawat B menurut pilot
pesawat A sebesar ....
A. 0,50
TRIK SUPERKILAT:
, + ,
,
B. ,
�=
=(
) ≈ ,
C. ,
+ , × ,
,
D. ,
E. ,
5. Sebuah pesawat supersonik yang bergerak dengan kecepatan 0,8 menembakkan rudal dengan
kecepatan , searah gerakan pesawat. Kecepatan rudal dilihat dari pengamat di bumi sebesar
....
TRIK SUPERKILAT:
A. ,
,
, + ,
=(
) ≈ ,
�=
B. ,
,
+ , × ,
C. ,
D. ,
E. ,
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 214
Massa Relativitas
6. Pesawat ruang angkasa yang mempunyai massa
bergerak dengan kecepatan ,
Perbandingan massa pesawat ketika bergerak dan diam adalah ....
A.
TRIK SUPERKILAT:
B.
C.
D.
�= ,
⇒
=
⇒�= ,
�
⇒
=
�
=
,
.
=
E.
7. Sebuah benda dengan massa diam
bergerak dengan kecepatan 0,6 . Jika adalah kecepatan
cahaya di ruang hampa, pertambahan massa benda sebesar ....
A. 25%
TRIK SUPERKILAT:
B. 40%
�= , ⇒�= ,
C. 50%
⇒ =
⇒ =
= ,
�
,
D. 80%
Artinya pertambahan massa benda sebesar 25%
E. 125%
8. Sebuah benda bergerak dengan kecepatan 0,8 . Jika massa diam benda tersebut
pertambahan massa yang terjadi sebesar ....
A. 25%
TRIK SUPERKILAT:
B. 37%
�= , ⇒�= ,
C. 40%
⇒ =
= ,
⇒ =
D. 60%
,
�
E. 67%
Artinya pertambahan massa benda sebesar 67%
9. Jika menyatakan besar laju cahaya, agar massa benda menjadi
benda harus memiliki kecepatan sebesar ....
A. ,
TRIK SUPERKILAT:
B. ,
=
C. , √
Ingat =
=
⇒�=
D. ,
�
E. ,
Waktu Relativitas
�=
⇒�= √
,
% dari massa diamnya,
Ingat tabe�nya hubungan � dengan � ya!
10. Dua buah jam identik A dan B. Jam A dibawa berkeliling dengan kecepatan 0,8 , menurut jam A
waktu yang diperlukan untuk berkeliling adalah 24 jam. Menurut jam B yang diam lama
perjalanannya adalah ....
A. 6 jam
TRIK SUPERKILAT:
� = , ⇒ � = , ;∆ =
jam
B. 12 jam
∆
C. 24 jam
=
=
jam
⇒∆ =
�
,
D. 30 jam
E. 40 jam
11. Menurut seorang pengamat di bumi, A telah pergi selama 40 tahun dengan pesawat antariksa
yng keceptnny mendekati kecepatan cahaya, namun menurut A ia hanya pergi selama 32 tahun.
Kecepatan pesawat yang dinaiki A adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. ,
∆
=
tahun; ∆ =
tahun
B. ,
∆
∆
C. ,
⇒∆ =
⇒�=
=
= ,
�
∆
D. ,
Ingat tabe�nya hubungan � dengan � ya!
�= , ⇒�= ,
E. ,
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 215
Panjang Relativitas
12. Pesawat ruang angkasa bergerak dengan kecepatan √ . Jika menurut pengamat di bumi
panjang pesawat adalah 20 meter, panjang pesawat sebenarnya adalah ....
A. 10 meter
TRIK SUPERKILAT:
B. 20 meter
meter
�= √ ⇒�= ; =
C. 30 meter
D. 40 meter
=
meter
⇒ =� ⇒ = =
�
E. 50 meter
13. Sebuah pesawat ruang angkasa bergerak searah dengan panjang pesawat dengan kecepatan
√ . Panjang pesawat menurut pengamat diam di bumi yaitu 160 m. Jika adalah kecepatan
cahaya di ruang hampa, panjang pesawat sebenarnya adalah ....
A. 80 m
TRIK SUPERKILAT:
B. 100 m
meter
�= √ ⇒�= ; =
C. 180 m
D. 320 m
⇒ =� ⇒ = =
=
meter
E. 360 m
�
14. Seorang pengamat di bumi melihat pesawat bergerak dengan kecepatan 0,6 . Perbandingan
panjang pesawat sesungguhnya dengan panjang pesawat menurut pengamat di bumi adalah ....
A. 1 : 10
TRIK SUPERKILAT:
B. 5 : 10
�= , ⇒�= ,
C. 8 : 10
=
⇒ =� ⇒ = =
D. 10 : 8
�
,
E. 10 : 5
Energi Kinetik
15. Sebuah elektron memiliki massa diam
elektron ....
TRIK SUPERKILAT:
A.
B.
C.
D.
�= ,
⇒�= ,
bergerak dengan kecepatan 0,8 . Energi kinetik
− )
⇒ � = ( − )� = (
,
�
=
E.
16. Energi kinetik benda bernilai 25% energi diamnya jika benda bergerak dengan kelajuan ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 0,25
B. ,
� = �
C. ,
⇒ � = ( − )� ⇒ � = ( − )� ⇒ − = ⇒ � =
D. ,
�
�
�
E. ,
�=
⇒�= ,
17. Sebuah partikel memiliki massa diam × − kg. Jika kelajuan cahaya di ruang hampa
m/s, energi yang dimiliki partikel sebesar ....
A. , × − J TRIK SUPERKILAT:
B. , × − J � �� =
= × − × ×
−
C. , ×
J
= × − × ×
=
× −
D. , × − J
−
= , × − J
E. , ×
J
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
×
Halaman 216
18. Energi dari sebuah partikel yang massa diamnya , ×
= ×
m/s
TRIK SUPERKILAT:
A. , × − J
� �� =
= , × − × ×
B. , × − J
= , × − × ×
−
C. , ×
J
= , × −
−
D. , ×
J
= , × − J
E. , × − J
−
kg setara dengan ....
19. Soal masih diketik... Tunggu updatenya di http://pak-anang.blogspot.com.
20. Contoh soal lainnya menyusul ya... Pembahasan soal di SKL ini akan segera diupdate... Kunjungi
terus posting tentang SMART SOLUTION pada SKL ini di blog Pak Anang di http://pakanang.blogspot.com. Terima kasih.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 217
PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA 2012
1.
Sebuah roket yang panjangnya L0 bergerak dengan kecepatan
1
3 c ( c = kecepatan cahaya). Apabila
2
dilihat oleh pengamat yang diam, panjang roket akan menjadi ....
A. 0,25 L0 TRIK SUPERKILAT:
B. 0,50 L0
�
C. 0,80 L0 � = √ ⇒ � = √ − = ; �
D. 1,00 L0
⇒ � = �� = , �
E. 1,50 L0
Jika adik-adi� butuh ’bocoran’ butir soal Ujian Nasional tahun 2013, maka adik-adik bisa download di
http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/prediksi-soal-un-fisika-sma-2013.html. Semua soal tersebut
disusun sesuai kisi-kisi SKL UN tahun 2013 yang dikeluarkan secara resmi oleh BSNP tanggal
20November 2012 yang lalu.
Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2013 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di
http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/kisi-kisi-skl-un-2013.html.
Terimakasih,
Pak Anang.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 218
UJIAN NASIONAL
TAHUN PELAJARAN 2012/2013
Disusun Per Indikator Kisi-Kisi UN 2013
Fisika SMA
Disusun Oleh :
Pak Anang
6.3. Menentukan besaran-besaran fisis terkait dengan teori relativitas.
Kecepatan Relatif
�
=
�
+
Besaran Fisika yang Berubah
Akibat Postulat Einstein
+�
� �
Massa Relativitas
Waktu Relativitas
(mulur)
Kontraksi Lorentz /
Panjang Relativitas
(memendek)
TIPS SUPERKILAT
Ingat apa kata Einstein:
… �ecepatan tida� mung�in me�ebihi
kecepatan cahaya ( …
Momentum Relativistik
Misal, pesawat A bergerak mendekati pesawat B,
kecepatan masing-masing pesawat A dan pesawat B
adalah 0,6 dan , , maka kecepatan relatif A
terhadap B ada�ah ….
Kecepatan pasti bukan � = ,
Tetapi � = (
+ ,
, + ,
,
) =
+ , ∙ ,
,
Energi Kinetik
Relativistik
Catatan:
= ,
�=√ −
�
=
∆ =
�
∆
�
�=� �
�=
�
�
� = ����� − �
��
� =( − ) �
�
� =
TRIK SUPERKILAT
Untuk mempercepat hitungan ubah konsep rumus kecepatan relativitas, untuk variabel
kecepatan pakai angkanya saja dan buang -nya, karena cukup taruh di belakang saja.
� +�
� = +� �
Bilangan antara kecepatan � dan � = √ −
Contoh:
jika � = , , maka � = , , dan sebaliknya.
jika � =
, maka � = , dan sebaliknya.
�
adalah berhubungan secara ��
� � � !!!
Atau bisa dilihat dalam tabel di bawah:
Kecepatan �
�=√ −
�
,
,
,
√
,
√
√
√
…
…
Tips menghafal konsep panjang, massa, waktu, momentum relativitas, dll. Karena satu-satunya
variabel yang mengecil hanyalah panjang, yang lain membesar. Jadi hanya panjang saja yang
dikali �. Lainnya dibagi �. (panjang ketika bergerak lebih kecil dari panjang ketika diam)
Jika yang ditanya adalah perubahan massa jenis, maka � = ρ γ. Jika yang ditanya adalah
perubahan luas A dan volume V , maka � = A γ dan � = V γ.
Ingat, Energi total adalah energi bergerak ditambah energi diam.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 213
CONTOH SOAL
Kecepatan Relatif
1. Seorang pengamat di stasiun ruang angkasa mengamati adanya dua pesawat antariksa A dan B
yang datang menuju stasiun tersebut dari arah yang berlawanan dengan kelajuan masingdan � =
( adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat B menurut pilot
masing � =
pesawat A adalah ....
A.
TRIK SUPERKILAT:
B.
�=
C.
D.
+
E.
+
=
∙
=
2. Seorang pengamat di stasiun ruang angkasa datang menuju stasiun tersebut dari arah
( adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat A
berlawanan dengan kelajuan � = � =
menurut pilot pesawat B adalah ....
A.
B.
TRIK SUPERKILAT:
C.
�=
D.
E.
+
+
∙
=
=( ×
) =
3. Dua pesawat supersonik datang dari arah berlawanan dengan kecepatan sama sebesar 0,25 .
Kelajuan pesawat pertama menurut pilot di pesawat kedua adalah ....
A.
B.
C.
D.
E.
TRIK SUPERKILAT:
�=
+
+
∙
=
=( ×
) =
4. Dua pesawat supersonik A dan B bergerak dengan kecepatan 0,45 . Pesawat A bergerak dari
arah yang berlawanan dengan arah gerak pesawat B. Kecepatan pesawat B menurut pilot
pesawat A sebesar ....
A. 0,50
TRIK SUPERKILAT:
, + ,
,
B. ,
�=
=(
) ≈ ,
C. ,
+ , × ,
,
D. ,
E. ,
5. Sebuah pesawat supersonik yang bergerak dengan kecepatan 0,8 menembakkan rudal dengan
kecepatan , searah gerakan pesawat. Kecepatan rudal dilihat dari pengamat di bumi sebesar
....
TRIK SUPERKILAT:
A. ,
,
, + ,
=(
) ≈ ,
�=
B. ,
,
+ , × ,
C. ,
D. ,
E. ,
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 214
Massa Relativitas
6. Pesawat ruang angkasa yang mempunyai massa
bergerak dengan kecepatan ,
Perbandingan massa pesawat ketika bergerak dan diam adalah ....
A.
TRIK SUPERKILAT:
B.
C.
D.
�= ,
⇒
=
⇒�= ,
�
⇒
=
�
=
,
.
=
E.
7. Sebuah benda dengan massa diam
bergerak dengan kecepatan 0,6 . Jika adalah kecepatan
cahaya di ruang hampa, pertambahan massa benda sebesar ....
A. 25%
TRIK SUPERKILAT:
B. 40%
�= , ⇒�= ,
C. 50%
⇒ =
⇒ =
= ,
�
,
D. 80%
Artinya pertambahan massa benda sebesar 25%
E. 125%
8. Sebuah benda bergerak dengan kecepatan 0,8 . Jika massa diam benda tersebut
pertambahan massa yang terjadi sebesar ....
A. 25%
TRIK SUPERKILAT:
B. 37%
�= , ⇒�= ,
C. 40%
⇒ =
= ,
⇒ =
D. 60%
,
�
E. 67%
Artinya pertambahan massa benda sebesar 67%
9. Jika menyatakan besar laju cahaya, agar massa benda menjadi
benda harus memiliki kecepatan sebesar ....
A. ,
TRIK SUPERKILAT:
B. ,
=
C. , √
Ingat =
=
⇒�=
D. ,
�
E. ,
Waktu Relativitas
�=
⇒�= √
,
% dari massa diamnya,
Ingat tabe�nya hubungan � dengan � ya!
10. Dua buah jam identik A dan B. Jam A dibawa berkeliling dengan kecepatan 0,8 , menurut jam A
waktu yang diperlukan untuk berkeliling adalah 24 jam. Menurut jam B yang diam lama
perjalanannya adalah ....
A. 6 jam
TRIK SUPERKILAT:
� = , ⇒ � = , ;∆ =
jam
B. 12 jam
∆
C. 24 jam
=
=
jam
⇒∆ =
�
,
D. 30 jam
E. 40 jam
11. Menurut seorang pengamat di bumi, A telah pergi selama 40 tahun dengan pesawat antariksa
yng keceptnny mendekati kecepatan cahaya, namun menurut A ia hanya pergi selama 32 tahun.
Kecepatan pesawat yang dinaiki A adalah ....
TRIK SUPERKILAT:
A. ,
∆
=
tahun; ∆ =
tahun
B. ,
∆
∆
C. ,
⇒∆ =
⇒�=
=
= ,
�
∆
D. ,
Ingat tabe�nya hubungan � dengan � ya!
�= , ⇒�= ,
E. ,
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 215
Panjang Relativitas
12. Pesawat ruang angkasa bergerak dengan kecepatan √ . Jika menurut pengamat di bumi
panjang pesawat adalah 20 meter, panjang pesawat sebenarnya adalah ....
A. 10 meter
TRIK SUPERKILAT:
B. 20 meter
meter
�= √ ⇒�= ; =
C. 30 meter
D. 40 meter
=
meter
⇒ =� ⇒ = =
�
E. 50 meter
13. Sebuah pesawat ruang angkasa bergerak searah dengan panjang pesawat dengan kecepatan
√ . Panjang pesawat menurut pengamat diam di bumi yaitu 160 m. Jika adalah kecepatan
cahaya di ruang hampa, panjang pesawat sebenarnya adalah ....
A. 80 m
TRIK SUPERKILAT:
B. 100 m
meter
�= √ ⇒�= ; =
C. 180 m
D. 320 m
⇒ =� ⇒ = =
=
meter
E. 360 m
�
14. Seorang pengamat di bumi melihat pesawat bergerak dengan kecepatan 0,6 . Perbandingan
panjang pesawat sesungguhnya dengan panjang pesawat menurut pengamat di bumi adalah ....
A. 1 : 10
TRIK SUPERKILAT:
B. 5 : 10
�= , ⇒�= ,
C. 8 : 10
=
⇒ =� ⇒ = =
D. 10 : 8
�
,
E. 10 : 5
Energi Kinetik
15. Sebuah elektron memiliki massa diam
elektron ....
TRIK SUPERKILAT:
A.
B.
C.
D.
�= ,
⇒�= ,
bergerak dengan kecepatan 0,8 . Energi kinetik
− )
⇒ � = ( − )� = (
,
�
=
E.
16. Energi kinetik benda bernilai 25% energi diamnya jika benda bergerak dengan kelajuan ....
TRIK SUPERKILAT:
A. 0,25
B. ,
� = �
C. ,
⇒ � = ( − )� ⇒ � = ( − )� ⇒ − = ⇒ � =
D. ,
�
�
�
E. ,
�=
⇒�= ,
17. Sebuah partikel memiliki massa diam × − kg. Jika kelajuan cahaya di ruang hampa
m/s, energi yang dimiliki partikel sebesar ....
A. , × − J TRIK SUPERKILAT:
B. , × − J � �� =
= × − × ×
−
C. , ×
J
= × − × ×
=
× −
D. , × − J
−
= , × − J
E. , ×
J
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
×
Halaman 216
18. Energi dari sebuah partikel yang massa diamnya , ×
= ×
m/s
TRIK SUPERKILAT:
A. , × − J
� �� =
= , × − × ×
B. , × − J
= , × − × ×
−
C. , ×
J
= , × −
−
D. , ×
J
= , × − J
E. , × − J
−
kg setara dengan ....
19. Soal masih diketik... Tunggu updatenya di http://pak-anang.blogspot.com.
20. Contoh soal lainnya menyusul ya... Pembahasan soal di SKL ini akan segera diupdate... Kunjungi
terus posting tentang SMART SOLUTION pada SKL ini di blog Pak Anang di http://pakanang.blogspot.com. Terima kasih.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 217
PEMBAHASAN SOAL UN FISIKA SMA 2012
1.
Sebuah roket yang panjangnya L0 bergerak dengan kecepatan
1
3 c ( c = kecepatan cahaya). Apabila
2
dilihat oleh pengamat yang diam, panjang roket akan menjadi ....
A. 0,25 L0 TRIK SUPERKILAT:
B. 0,50 L0
�
C. 0,80 L0 � = √ ⇒ � = √ − = ; �
D. 1,00 L0
⇒ � = �� = , �
E. 1,50 L0
Jika adik-adi� butuh ’bocoran’ butir soal Ujian Nasional tahun 2013, maka adik-adik bisa download di
http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/prediksi-soal-un-fisika-sma-2013.html. Semua soal tersebut
disusun sesuai kisi-kisi SKL UN tahun 2013 yang dikeluarkan secara resmi oleh BSNP tanggal
20November 2012 yang lalu.
Kisi-kisi SKL UN SMA tahun 2013 untuk versi lengkap semua mata pelajaran bisa adik-adik lihat di
http://pak-anang.blogspot.com/2012/11/kisi-kisi-skl-un-2013.html.
Terimakasih,
Pak Anang.
Bimbel UN Fisika SMA Program IPA by Pak Anang (http://pak-anang.blogspot.com)
Halaman 218