Bank Soal SMA Fisika Lengkap Ribuan Soal Format doc
SOAL – SOAL TERPILIH 1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Apakah eter itu ? Jelaskan
bagaimana hipotesisnya ?
Dalam interferometer Michelson,
Mengapa harus diputar 900 ?
Dalam kasus dua kapal di dalam
sungai vB = v + u yang analogi
dengan c = c’+ u, sedangkan
menurut relativitas Einstein c = c’.
Bagaimanakah pendapat Anda
mengenai kedua hal tersebut ?
Dengan
menggunakan
dasar
percobaan
Michelson-Morley,
dapatkah
interferometer
digunakan untuk mengukur laju
gelombang akustik ?
Apabila
cermin
M2
dalam
interferometer Michelson digeser
0,233 mm terhitung 792 garis.
Berapakah panjang gelombang
cahaya yang digunakan ?
Bagaimanakah kejadian jika dalam
percobaan
Michelson-Morley
diperoleh tA tB ?
Dalam percobaan Michelson dalam
Gambar 13-5 digunakan cahaya
kuning ( = 589 nm) untuk
menerangi interferometer. Berapa
banyak garis terang yang terjadi
pada cermin setelah cahaya itu
menempuh jarak 1000 m ?
Film tipis indek biasnya 1,42 untuk
cahaya berpanjang gelombang
589 nm diletakkan pada salah satu
lengan interferometer Michelson.
Pada film itu terbentuk 7 buah
garis terang. Berapakah ketebalan
film itu ?
SOAL – SOAL TERPILIH 2
1.
2.
3.
Apa yang anda ketahui tentang
kerangka acuan universal ?
Apakah mungkin suatu benda atau
mesin dapat menghasilkan gerak
kecepatannya melebihi kecepatan
cahaya ?
Teori relativitas menentukan batas
kecepatan yang dapat dicapai oleh
sebuah
partikel
atau
benda.
Apakah juga ada batas – batas
pada energi dan momentumnya ?
4.
Apabila suatu sumber cahaya
monokromatis bergerak menuju
seorang
pengamat,
panjang
gelombangnya
tampak
lebih
pendek dari pada nilai yang diukur
ketika sumber cahaya berada
dalam keadaan diam. Apakah ini
menentang
hipotesa
bahwa
semua kecepatan untuk semua
pengamat sama.
5. Dua buah partikel keluar dari
akselerator
bertenaga
tinggi
dalam arah berlawanan, masing –
masing dengan kecepatan 0,6 c.
Tentukan kecepatan relatif partikel
tersebut !
6. Seorang
pengendara
sepeda
motor bergerak dengan kecepatan
105 km/jam melewati seorang
pengamat
yang
diam.
Jika
pengendara itu melemparkan bola
di atas motor dengan kecepatan
70 km/jam relatif terhadap dirinya,
berapakah kecepatan bola yang
diamati oleh pengamat yang
diam ?
7. Dua buah jet F16 Hornet dan F15
Tiger
saling
berpapasan,
pengamat
dibumi
mengukur
kecepatan jet F16 = 0,75 c dan jet
F15 = 0,85 c. Tentukan kecepatan
relatif jet F15 terhadap jet F16?
8. Berkas elektron dalam tabung TV
dapat bergerak melintasi layar
dengan kecepatan lebih besar dari
kelajuan cahaya. Mengapa hal ini
tidak bertentangan dengan teori
relativitas khusus ? Apakah ada
konsekwensi jawaban soal ini
dengan soal no 3 ?
9. Pesawat
angkasa
Alfa
berkecepatan 0,9 c terhadap bumi,
jika
pesawat
Beta
melewati
pesawat Alfa dengan kecepatan
relatif 0,5 c. Berapakah kecepatan
pesawat Beta terhadap bumi?
10. Seorang astronot yang diam di
bumi memiliki laju denyut jantung
60 detak permenit. Berapakah
lajunya ketika astronot bergerak
dalam pesawat dengan kecepatan
0,9 c diukur oleh (a) pengamat di
bumi (b) pengamat yang berada di
dalam pesawat ?
SOAL – SOAL TERPILIH 3
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Adakah pengaruh efek dilatasi
waktu terhadap nilai kelajuan
sehari – hari kita temukan ?
Menurut paradok kembar (twin
paradox), jika salah seorang anak
kembar berdiam di atas bumi dan
yang lain tinggal landas dengan
pesawat
angkasa
dengan
kecepatan
relativistik
dan
kemudian kembali lagi, maka yang
satu akan lebih tua dari yang lain.
Apakah ini benar – benar terjadi?
Diskusikan dengan teman Anda.
Sebuah benda bergerak dengan
kecepatan
0,9
c.
Berapa
persenkah pemendekannya dari
panjang diamnya ?
Sebuah pesawat ruang angkasa
bergerak
dengan
kecepatan
sedemikian rupa sehingga relatif
terhadap
seorang
pengamat
sehingga panjangnya menjadi 95%
dari ruang diamnya. Tentukan
panjang
pesawat
itu
relatif
terhadap pengamat!
Lonceng sebuah roket berjalan 15
sekon lebih lambat tiap jam relatif
lonceng dibumi supaya keadaan
ini dipenuhi, dengan kcepatan
berapa roket itu bergerak?
Dua engamat A di bumi B di dalam
pesawat yang berkelajuan 2 x 108
m/s,
kedua
pengamat
itu
mencocokkan
jamnya
ketika
pesawat itu masih di bumi.
a. Berapa selang waktu yang
dibutuhkan oleh A supaya
jamnya berbeda 1 sekon?
b. Terhadap A, jam B lebih
lambat.
Bagaimanakah
terhadap B, apakah jam A lebih
cepat? Jelaskan!
Apollo II yang medarat di bulan
tahun 1969 bergerak dengan
kecepatan 1,08 x 104 m/s relatif
terhadap bumi. Berapa lama
kelebihan waktu sehari dalam
pesawat dibandingkan sehari di
bumi?
Seorang
wanita
mengadakan
perjalanan
pulang
–
pergi
memakai pesawat ruang angkasa
ke bintang yang berjarak 4 tahun
cahaya dengan kelajuan 0,9 c.
Berapa hari lebih muda umur
wanita
itu
dibandingkan
dibandingkan
dengan
saudara
kembarnya yang tinggal di bumi
ketika ia kembali dari perjalanan
tersebut ?
9. Si kembar A dan B melakukan
perjalanan pulang pergi dengan
kelajuan 0,6 c ke suatu bintang
yang berjarak 12 tahun cahaya,
sedangkan si B tinggal dibumi.
Kedua orang itu masing – masing
mengirimkan sinyal tiap satu
tahun
menurut
perhitungan
masing – masing !
a) Berapa banyak sinyal yang
dikirim A selama perjalananya,
dan berapa banyak sinyal yang
dikirim si B?
b) Berapa
kecepatan
rata
–
ratanya selama perjalanan ?
10. Seorang kosmonot yang berumur
30 tahun menikahi seorang wanita
yang berumur 20 tahun tepat
sebelum
berkelana
dengan
pesawatnya. Ketika kembali ke
bumi istrinya berumur 35 tahun
dan ia sendiri berumur 32 tahun.
a) Berapa lama ia berkelana
diruang angkasa menurut jam
di bumi?
b) Berapa
kecepatan
rata
–
ratanya selama perjalanan ?
SOAL – SOAL TERPILIH 4
1.
2.
3.
4.
Massa stasioner elektron 9,11 x
10-31
kg.
Berapakah
massa
elektron itu jika bergerak dengan
kelajuan 0,1 c?
Agar
massa
sebuah
proton
bertambah
10%
dari
massa
diamnya. Berapakah kecepatan
yang harus memiliki proton itu?
Elektron
mempunyai
1 MeV,
berapa massa dan kecepatan
elektron pada tingkat energi ini?
Segumpal es pada temperatur 00C
melebur menjadi air pada 00C dan
ternyata massanya bertambah 1
kg. Hitunglah massa mula – mula ?
5.
6.
7.
8.
Energi surya tiba di bumi dengan
laju sekitar 1400 W/m2 pada
permukaan yang tegak lurus sinar.
Berapa besar massa matahari
berkurang tiap sekonnya bila jari –
jari orbit bumi 1,5 x 1011 m?
Sebuah elektron berkelajuan 0,8 c
relatif
terhadap
pengamat
dilaboratorium elektron itu juga
diamati oleh pengamat yang
bergerak dalam arah yang sama
dengan gerak elektron itu dengn
kelajuan
0,5
c
relatif
terhadaplaboratorium. Berapakah
energi kinetik elektron relatif
terhadap pengamat?
Tentukan
kecepatan
sebuah
partikel yang energi kinetiknya
sama dengan energi diam ?
Berapa besar usaha yang harus
dilakukan
untuk
mempercepat
sebuah partikel dari keadaan diam
sampai ia memiliki kelajuan 0,1 c?
6.
7.
8.
9.
10.
SOAL – SOAL PENGAYAAN BAB 13
1.
2.
3.
4.
5.
Pengukuran dalam kerangakaO
terhadap suatu obyek terdapat
pada koordinat x = 100 km, y = 10
km, z = 1 km pada t = 0,5 ms.
Tentukanlah x’, y’, z’ dan t’ dalam
kerangka O’ yang bergerak relatif
terhadap O dengan kelajuan 0,8 c
sepanjang sumbu xx’!
Dalam 0,001 s terjadi peristiwa
pada x = 5 km, berapa lama
peristiwa
itu
ditrima
oleh
pengamat jika ia berada pada
krangka O’ pada x’ = 35,354 km?
Sebuah
anak
panah
yang
panjangnya 10 m melesat di
angkasa dan memerlukan waktu 4
s
untuk
melewati
seorang
pengamat yang ada di bumi.
Tentukanlah laju anak panah!
Dua buah roket A dan B satu sama
lain saling mendekat dengan laju
0,995 c relatif terhadap bumi,
seperti ditunjukkan dalam gambar.
Berapakah kecepatan relatif roket
A terhadap B?
Sebuah massa partikel bertambah
1%
dari
massa
diamnya,
berapakah laju partikel itu?
11.
12.
13.
14.
Benda 2 kg diangkat dari lantai ke
atas meja setinggi
30 cm.
Tentukanlah
kenaikan
massa
benda itu yang disebabkan oleh
kenikan energi potensialnya?
Seandainya 1 gram zat dapat
seluruhnya dapat diubah menjadi
energi, berapakah nilai rupiah zat
itu bila 1 kWh = 1 sen?
Berapa energi yang diperlukan
oleh sebuah elektron yang mula –
mula diam agar mempunyai laju
0,9 c?
Matahari memancarkan energi
secara radiasi sama besar ke
semua
arah
di
bumi
yang
radiusnya 1,5 x 1011 m. Berapakah
banyak massa matahari yang
hilang tiap harinya bila radiasi
yang dipancarkan 1,4 kW/m2?
Tongkat lembing panjangnya 2,25
m tongkat itu dibawa oleh pesawat
angkasa yang bergerak dengan
kecepatan
0,7
c.
Berapakah
penyusutan
panjang
tongkat
tersebut bila dilihat oleh pengamat
di bumi?
Satu gram massa zat berubah
menjadi energi, energi tersebut
digunakan untuk mengangkat air
setinggi
1
km.
Tentukanlah
banyaknya
air
yang
dapat
diangkat bila g = 10m/s2!
Partikel x bergerak dengan laju 0,6
c.
Tentukanlah
perbandingan
massa relativistik dengan massa
diamnya!
Sebuah proton mempunyai massa
diam m0 bergerak dengan kelajuan
0,6 c. Berapakah energi kinetik
yang dimilikinya?
Partikel bergerak dengan laju v =
1
2
3 c.
Tentukanlah
energi
kinetik
dan
massa
bergerak
partikel itu!
15. Dua buah sel membelah diri di
bumi setiap 10 sekon memulai
perjalannya ke matahari yang
jaraknya 1,5 x 1011 m. Sel itu
berada dalam pesawat angkasa
yang berkelajuan 0,85 c. Berapa
banyak sel yang terbentuk bila
pesawat itu mendatar di matahari?
SOAL – SOAL EVALUASI BAB 13
1.
Jika suatu benda dalam keadaan
diam massanya 0,5 kg kemudian
benda
itu
bergerak
dengan
kelajuan 0,5 c maka secara
relativistik massanya menjadi ….
A.3 3 kg
B.
1
3
C.0,3
D.
2.
3.
4.
5.
6.
1
4
3 kg
3 kg
3 kg
E.4 3 kg
Percobaan penting yang merintis
jalan menuju teori relativitas
khusus dilakukan oleh ….
A.Michelson-Morley
B.Albert Einstein.
C.Maxwell
D.Samuel Eter
E.Lorenz
Dari besaran – besaran berikut ini,
manakah yang harganya selalu
sama untuk semua kerangka
acuan pengamatan ….
A.Kecepatan benda.
B.Kelajuan benda.
C.Kecepatan cahaya.
D.Panjang benda.
E.Massa dan energi.
Menurut transformasi Galileo, jika
kerangka acuan x’, y’ z’ bergerak
dengan kecepatan v dalam arah x
terhadap kerangka x, y, z maka
hubungan x dan x’ adalah ….
A.x’ = x – vt.
B.x’ = x + vt.
C.x = x’ – vt.
D.x = vt – x’t.
E.x = vt + x’t.
Kalor lebur es = 80 kal/gram, jika
1 kg air dari 00C membeku semua
menjadi es massa yang hilang
adalah ….
A.3 x 10-12 kg.
B.3,7 x 10-12 kg.
C.7 x 10-12 kg.
D.7,3 x 10-12 kg.
E.7,5 x 10-12 kg.
Sebuah
pesawat
antariksa
bergerak selama satu tahun,
waktu ini bersesuaian dengan 2
tahun di bumi. Kecepatan pesawat
itu ….
A.2 x 108 m/s.
B.2,5 x 108 m/s.
C.2,6x 108 m/s.
D.2,8 x 108 m/s.
E. 3 x 108 m/s.
7. Kecepatan elektron yang massa 10
kali massa diamnya adalah ….
A.2,589 x 108 m/s.
B.2,859 x 108 m/s.
C.2,895 x 108 m/s.
D.2,985 x 108 m/s.
E. 2,598 x 108 m/s.
8.
Diandaikan
elektron
bergerak
melalui
air,
kecepatnnya
maksimum yang dapat dicapainya
sama dengan . . . .
A. kecepatan gelombang air
B. kecepatan buni dalam air
C. kecepatan cahaya dalam air
D. kecepatan cahaya dalam ruang
hampa
E. tidak ada pernyataan yang
benar
9. Apabila 1 gram batubara dibakar
dapat
menghasilkan
energi
sebesar 8,79 watt-jam, tetapi bila
1
gram
batubara
semuanya
diubah menjadi energi maka
energi yang dihasilkan . . . .
A. 25 MW-jam
B. 250 MW-jam
C. 2500 MW-jam
D. 25000 MW-jam
E. 2,5 MW-jam
10.
Sebuah elektron mempunyai
energi kinetik 1 MeV, massa
elektron itu adalah . . . .
A. 2,59 m0
B. 2,95 m0
C. 5,29 m0
D. 5,92 m0
E. 2,5 m0
11.
Untuk
mengubah
relativitas
Newton ke relativitas Einstein
digunakan
suatu
transformasi,
yaitu . . . .
A. transformasi Galilei
B. transformasi binomial
C. transformasi Faurier
D. transformasi Lorentz
E. transformasi Kecepatan
12. Pesawat ruang angkasa begerak
secara relativistik hingga suatu
saat Ek = ½ Ek0. Laju pesawat itu
adalah . . . .
A. 5/12 c
B. 5/13 c
C. 7/12 c
D. 7/13 c
E. 12/13 c
13. Energi kinetik sebuah partikel yang
massa diamnya adalah ½ mc2,
maka
kelajuan
partikel
itu
adalah . . . .
A. 1/3 V3 c
B. ½ c
C. ½ V5 c
D. ½ V3 c
E. ½ V7 c
14. Hubungan antara massa dan
energi dituliskan dalam bentuk E =
mc2, rumus ini dikemukakanoleh . .
..
A. Planck
B. Rutherford
C. Thomson
D. Compton
E. Einstein
15. Dua anak kembar A dan B
berkelanan di antariksa dengan
pesawat berkecepatan 0,8 c.
Setelah 12 tahun berkelanan A
pulang ke bumi, menurut B
perjalanan
A
sudah
belangsung . . . .
A. 20 tahun
B. 15 tahun
C. 12 tahun
D. 10 tahun
E. 8 tahun
B. SOAL-SOAL URAIAN
1.
Energi kinetik proton
dalam tabung TV adalah 104 eV,
tentukannlah perbandingan v/c !
2.
Sebuah
rangkaian
kereta api yang bergerak relatif
terhadap bumi dengan kelajuan 0,6
c terlihat panjangnya 320 m oleh
pengamat yang diam di tanah.
Berapakah panjang kereta api
menurut pengamat yang berada di
dalam kereta ?
3.
Dua
kejadian
pada
tempat yang sama tetapi waktu
yang
berbeda
dalam
suatu
kerangka acuan. Dapatkah dua
kejadian berlangsung dalam waktu
yang sama dalam kerangka yang
bergerak relatif terhadap keranka
pertama ?
4.
Jam
atomik
terbang
pada kelajuan 400 ms-1 antara dua
titik yang berjarak 200 km di atas
permukaan
bumi.
Berapakah
ketidaksesuaian jam atomik itu dan
jam di bumi jika sebelumnya telah
disinkronisasi ?
5.
Pada prinsipnya, apakah
mungkin orang tua yang berkelanan
ke ruang angkasa setelah ke bumi
alan lebih muda dari anaknya yang
tinggal di bumi ?
6.
Tentukanlah laju sebuah
partikel yang energi kinetiknya lebih
besar 1 % dari energi kinetik
menurut mekanika Newton !
7.
Dua proton satu sama
lain
saling
mendekat
dengan
kelajuan 0,96 c relatif terhadap
laboratorium.
Tentukanlah
laju
relatifnya !
8.
Proton m0 = 1,67 x 10-27
kg diberi percepatan melalui suatu
beda
potensial
1000
MV.
Tentukanlah
percepatan
dan
momentum proton !
9.
Lambang
pada
sisi
peswat ruang angkasa berupa gais
miring
di
tengah
lingkaran
( kemiringan 450 ). Pesawat ini
mendahului peswat lain dengan
kecepatan relatif 0,95 c. Menurut
awak pesawat kedua, berapa besar
kemiringan garis lambang pesawat
itu ?
10. Suatu
jenis
bakteri
tertentu
berkembang biak menjadi 2 kali
dalam
waktu
20
hari,
dua
diantaranya
dibawa
ke
ruang
angkasa
selama
100
hari.
Kecepatan pesawat 0,995 c pada
saat pesawat kembali ke bumi,
berapa
banyak
bakteri
yang
dibawa ?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Apakah eter itu ? Jelaskan
bagaimana hipotesisnya ?
Dalam interferometer Michelson,
Mengapa harus diputar 900 ?
Dalam kasus dua kapal di dalam
sungai vB = v + u yang analogi
dengan c = c’+ u, sedangkan
menurut relativitas Einstein c = c’.
Bagaimanakah pendapat Anda
mengenai kedua hal tersebut ?
Dengan
menggunakan
dasar
percobaan
Michelson-Morley,
dapatkah
interferometer
digunakan untuk mengukur laju
gelombang akustik ?
Apabila
cermin
M2
dalam
interferometer Michelson digeser
0,233 mm terhitung 792 garis.
Berapakah panjang gelombang
cahaya yang digunakan ?
Bagaimanakah kejadian jika dalam
percobaan
Michelson-Morley
diperoleh tA tB ?
Dalam percobaan Michelson dalam
Gambar 13-5 digunakan cahaya
kuning ( = 589 nm) untuk
menerangi interferometer. Berapa
banyak garis terang yang terjadi
pada cermin setelah cahaya itu
menempuh jarak 1000 m ?
Film tipis indek biasnya 1,42 untuk
cahaya berpanjang gelombang
589 nm diletakkan pada salah satu
lengan interferometer Michelson.
Pada film itu terbentuk 7 buah
garis terang. Berapakah ketebalan
film itu ?
SOAL – SOAL TERPILIH 2
1.
2.
3.
Apa yang anda ketahui tentang
kerangka acuan universal ?
Apakah mungkin suatu benda atau
mesin dapat menghasilkan gerak
kecepatannya melebihi kecepatan
cahaya ?
Teori relativitas menentukan batas
kecepatan yang dapat dicapai oleh
sebuah
partikel
atau
benda.
Apakah juga ada batas – batas
pada energi dan momentumnya ?
4.
Apabila suatu sumber cahaya
monokromatis bergerak menuju
seorang
pengamat,
panjang
gelombangnya
tampak
lebih
pendek dari pada nilai yang diukur
ketika sumber cahaya berada
dalam keadaan diam. Apakah ini
menentang
hipotesa
bahwa
semua kecepatan untuk semua
pengamat sama.
5. Dua buah partikel keluar dari
akselerator
bertenaga
tinggi
dalam arah berlawanan, masing –
masing dengan kecepatan 0,6 c.
Tentukan kecepatan relatif partikel
tersebut !
6. Seorang
pengendara
sepeda
motor bergerak dengan kecepatan
105 km/jam melewati seorang
pengamat
yang
diam.
Jika
pengendara itu melemparkan bola
di atas motor dengan kecepatan
70 km/jam relatif terhadap dirinya,
berapakah kecepatan bola yang
diamati oleh pengamat yang
diam ?
7. Dua buah jet F16 Hornet dan F15
Tiger
saling
berpapasan,
pengamat
dibumi
mengukur
kecepatan jet F16 = 0,75 c dan jet
F15 = 0,85 c. Tentukan kecepatan
relatif jet F15 terhadap jet F16?
8. Berkas elektron dalam tabung TV
dapat bergerak melintasi layar
dengan kecepatan lebih besar dari
kelajuan cahaya. Mengapa hal ini
tidak bertentangan dengan teori
relativitas khusus ? Apakah ada
konsekwensi jawaban soal ini
dengan soal no 3 ?
9. Pesawat
angkasa
Alfa
berkecepatan 0,9 c terhadap bumi,
jika
pesawat
Beta
melewati
pesawat Alfa dengan kecepatan
relatif 0,5 c. Berapakah kecepatan
pesawat Beta terhadap bumi?
10. Seorang astronot yang diam di
bumi memiliki laju denyut jantung
60 detak permenit. Berapakah
lajunya ketika astronot bergerak
dalam pesawat dengan kecepatan
0,9 c diukur oleh (a) pengamat di
bumi (b) pengamat yang berada di
dalam pesawat ?
SOAL – SOAL TERPILIH 3
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Adakah pengaruh efek dilatasi
waktu terhadap nilai kelajuan
sehari – hari kita temukan ?
Menurut paradok kembar (twin
paradox), jika salah seorang anak
kembar berdiam di atas bumi dan
yang lain tinggal landas dengan
pesawat
angkasa
dengan
kecepatan
relativistik
dan
kemudian kembali lagi, maka yang
satu akan lebih tua dari yang lain.
Apakah ini benar – benar terjadi?
Diskusikan dengan teman Anda.
Sebuah benda bergerak dengan
kecepatan
0,9
c.
Berapa
persenkah pemendekannya dari
panjang diamnya ?
Sebuah pesawat ruang angkasa
bergerak
dengan
kecepatan
sedemikian rupa sehingga relatif
terhadap
seorang
pengamat
sehingga panjangnya menjadi 95%
dari ruang diamnya. Tentukan
panjang
pesawat
itu
relatif
terhadap pengamat!
Lonceng sebuah roket berjalan 15
sekon lebih lambat tiap jam relatif
lonceng dibumi supaya keadaan
ini dipenuhi, dengan kcepatan
berapa roket itu bergerak?
Dua engamat A di bumi B di dalam
pesawat yang berkelajuan 2 x 108
m/s,
kedua
pengamat
itu
mencocokkan
jamnya
ketika
pesawat itu masih di bumi.
a. Berapa selang waktu yang
dibutuhkan oleh A supaya
jamnya berbeda 1 sekon?
b. Terhadap A, jam B lebih
lambat.
Bagaimanakah
terhadap B, apakah jam A lebih
cepat? Jelaskan!
Apollo II yang medarat di bulan
tahun 1969 bergerak dengan
kecepatan 1,08 x 104 m/s relatif
terhadap bumi. Berapa lama
kelebihan waktu sehari dalam
pesawat dibandingkan sehari di
bumi?
Seorang
wanita
mengadakan
perjalanan
pulang
–
pergi
memakai pesawat ruang angkasa
ke bintang yang berjarak 4 tahun
cahaya dengan kelajuan 0,9 c.
Berapa hari lebih muda umur
wanita
itu
dibandingkan
dibandingkan
dengan
saudara
kembarnya yang tinggal di bumi
ketika ia kembali dari perjalanan
tersebut ?
9. Si kembar A dan B melakukan
perjalanan pulang pergi dengan
kelajuan 0,6 c ke suatu bintang
yang berjarak 12 tahun cahaya,
sedangkan si B tinggal dibumi.
Kedua orang itu masing – masing
mengirimkan sinyal tiap satu
tahun
menurut
perhitungan
masing – masing !
a) Berapa banyak sinyal yang
dikirim A selama perjalananya,
dan berapa banyak sinyal yang
dikirim si B?
b) Berapa
kecepatan
rata
–
ratanya selama perjalanan ?
10. Seorang kosmonot yang berumur
30 tahun menikahi seorang wanita
yang berumur 20 tahun tepat
sebelum
berkelana
dengan
pesawatnya. Ketika kembali ke
bumi istrinya berumur 35 tahun
dan ia sendiri berumur 32 tahun.
a) Berapa lama ia berkelana
diruang angkasa menurut jam
di bumi?
b) Berapa
kecepatan
rata
–
ratanya selama perjalanan ?
SOAL – SOAL TERPILIH 4
1.
2.
3.
4.
Massa stasioner elektron 9,11 x
10-31
kg.
Berapakah
massa
elektron itu jika bergerak dengan
kelajuan 0,1 c?
Agar
massa
sebuah
proton
bertambah
10%
dari
massa
diamnya. Berapakah kecepatan
yang harus memiliki proton itu?
Elektron
mempunyai
1 MeV,
berapa massa dan kecepatan
elektron pada tingkat energi ini?
Segumpal es pada temperatur 00C
melebur menjadi air pada 00C dan
ternyata massanya bertambah 1
kg. Hitunglah massa mula – mula ?
5.
6.
7.
8.
Energi surya tiba di bumi dengan
laju sekitar 1400 W/m2 pada
permukaan yang tegak lurus sinar.
Berapa besar massa matahari
berkurang tiap sekonnya bila jari –
jari orbit bumi 1,5 x 1011 m?
Sebuah elektron berkelajuan 0,8 c
relatif
terhadap
pengamat
dilaboratorium elektron itu juga
diamati oleh pengamat yang
bergerak dalam arah yang sama
dengan gerak elektron itu dengn
kelajuan
0,5
c
relatif
terhadaplaboratorium. Berapakah
energi kinetik elektron relatif
terhadap pengamat?
Tentukan
kecepatan
sebuah
partikel yang energi kinetiknya
sama dengan energi diam ?
Berapa besar usaha yang harus
dilakukan
untuk
mempercepat
sebuah partikel dari keadaan diam
sampai ia memiliki kelajuan 0,1 c?
6.
7.
8.
9.
10.
SOAL – SOAL PENGAYAAN BAB 13
1.
2.
3.
4.
5.
Pengukuran dalam kerangakaO
terhadap suatu obyek terdapat
pada koordinat x = 100 km, y = 10
km, z = 1 km pada t = 0,5 ms.
Tentukanlah x’, y’, z’ dan t’ dalam
kerangka O’ yang bergerak relatif
terhadap O dengan kelajuan 0,8 c
sepanjang sumbu xx’!
Dalam 0,001 s terjadi peristiwa
pada x = 5 km, berapa lama
peristiwa
itu
ditrima
oleh
pengamat jika ia berada pada
krangka O’ pada x’ = 35,354 km?
Sebuah
anak
panah
yang
panjangnya 10 m melesat di
angkasa dan memerlukan waktu 4
s
untuk
melewati
seorang
pengamat yang ada di bumi.
Tentukanlah laju anak panah!
Dua buah roket A dan B satu sama
lain saling mendekat dengan laju
0,995 c relatif terhadap bumi,
seperti ditunjukkan dalam gambar.
Berapakah kecepatan relatif roket
A terhadap B?
Sebuah massa partikel bertambah
1%
dari
massa
diamnya,
berapakah laju partikel itu?
11.
12.
13.
14.
Benda 2 kg diangkat dari lantai ke
atas meja setinggi
30 cm.
Tentukanlah
kenaikan
massa
benda itu yang disebabkan oleh
kenikan energi potensialnya?
Seandainya 1 gram zat dapat
seluruhnya dapat diubah menjadi
energi, berapakah nilai rupiah zat
itu bila 1 kWh = 1 sen?
Berapa energi yang diperlukan
oleh sebuah elektron yang mula –
mula diam agar mempunyai laju
0,9 c?
Matahari memancarkan energi
secara radiasi sama besar ke
semua
arah
di
bumi
yang
radiusnya 1,5 x 1011 m. Berapakah
banyak massa matahari yang
hilang tiap harinya bila radiasi
yang dipancarkan 1,4 kW/m2?
Tongkat lembing panjangnya 2,25
m tongkat itu dibawa oleh pesawat
angkasa yang bergerak dengan
kecepatan
0,7
c.
Berapakah
penyusutan
panjang
tongkat
tersebut bila dilihat oleh pengamat
di bumi?
Satu gram massa zat berubah
menjadi energi, energi tersebut
digunakan untuk mengangkat air
setinggi
1
km.
Tentukanlah
banyaknya
air
yang
dapat
diangkat bila g = 10m/s2!
Partikel x bergerak dengan laju 0,6
c.
Tentukanlah
perbandingan
massa relativistik dengan massa
diamnya!
Sebuah proton mempunyai massa
diam m0 bergerak dengan kelajuan
0,6 c. Berapakah energi kinetik
yang dimilikinya?
Partikel bergerak dengan laju v =
1
2
3 c.
Tentukanlah
energi
kinetik
dan
massa
bergerak
partikel itu!
15. Dua buah sel membelah diri di
bumi setiap 10 sekon memulai
perjalannya ke matahari yang
jaraknya 1,5 x 1011 m. Sel itu
berada dalam pesawat angkasa
yang berkelajuan 0,85 c. Berapa
banyak sel yang terbentuk bila
pesawat itu mendatar di matahari?
SOAL – SOAL EVALUASI BAB 13
1.
Jika suatu benda dalam keadaan
diam massanya 0,5 kg kemudian
benda
itu
bergerak
dengan
kelajuan 0,5 c maka secara
relativistik massanya menjadi ….
A.3 3 kg
B.
1
3
C.0,3
D.
2.
3.
4.
5.
6.
1
4
3 kg
3 kg
3 kg
E.4 3 kg
Percobaan penting yang merintis
jalan menuju teori relativitas
khusus dilakukan oleh ….
A.Michelson-Morley
B.Albert Einstein.
C.Maxwell
D.Samuel Eter
E.Lorenz
Dari besaran – besaran berikut ini,
manakah yang harganya selalu
sama untuk semua kerangka
acuan pengamatan ….
A.Kecepatan benda.
B.Kelajuan benda.
C.Kecepatan cahaya.
D.Panjang benda.
E.Massa dan energi.
Menurut transformasi Galileo, jika
kerangka acuan x’, y’ z’ bergerak
dengan kecepatan v dalam arah x
terhadap kerangka x, y, z maka
hubungan x dan x’ adalah ….
A.x’ = x – vt.
B.x’ = x + vt.
C.x = x’ – vt.
D.x = vt – x’t.
E.x = vt + x’t.
Kalor lebur es = 80 kal/gram, jika
1 kg air dari 00C membeku semua
menjadi es massa yang hilang
adalah ….
A.3 x 10-12 kg.
B.3,7 x 10-12 kg.
C.7 x 10-12 kg.
D.7,3 x 10-12 kg.
E.7,5 x 10-12 kg.
Sebuah
pesawat
antariksa
bergerak selama satu tahun,
waktu ini bersesuaian dengan 2
tahun di bumi. Kecepatan pesawat
itu ….
A.2 x 108 m/s.
B.2,5 x 108 m/s.
C.2,6x 108 m/s.
D.2,8 x 108 m/s.
E. 3 x 108 m/s.
7. Kecepatan elektron yang massa 10
kali massa diamnya adalah ….
A.2,589 x 108 m/s.
B.2,859 x 108 m/s.
C.2,895 x 108 m/s.
D.2,985 x 108 m/s.
E. 2,598 x 108 m/s.
8.
Diandaikan
elektron
bergerak
melalui
air,
kecepatnnya
maksimum yang dapat dicapainya
sama dengan . . . .
A. kecepatan gelombang air
B. kecepatan buni dalam air
C. kecepatan cahaya dalam air
D. kecepatan cahaya dalam ruang
hampa
E. tidak ada pernyataan yang
benar
9. Apabila 1 gram batubara dibakar
dapat
menghasilkan
energi
sebesar 8,79 watt-jam, tetapi bila
1
gram
batubara
semuanya
diubah menjadi energi maka
energi yang dihasilkan . . . .
A. 25 MW-jam
B. 250 MW-jam
C. 2500 MW-jam
D. 25000 MW-jam
E. 2,5 MW-jam
10.
Sebuah elektron mempunyai
energi kinetik 1 MeV, massa
elektron itu adalah . . . .
A. 2,59 m0
B. 2,95 m0
C. 5,29 m0
D. 5,92 m0
E. 2,5 m0
11.
Untuk
mengubah
relativitas
Newton ke relativitas Einstein
digunakan
suatu
transformasi,
yaitu . . . .
A. transformasi Galilei
B. transformasi binomial
C. transformasi Faurier
D. transformasi Lorentz
E. transformasi Kecepatan
12. Pesawat ruang angkasa begerak
secara relativistik hingga suatu
saat Ek = ½ Ek0. Laju pesawat itu
adalah . . . .
A. 5/12 c
B. 5/13 c
C. 7/12 c
D. 7/13 c
E. 12/13 c
13. Energi kinetik sebuah partikel yang
massa diamnya adalah ½ mc2,
maka
kelajuan
partikel
itu
adalah . . . .
A. 1/3 V3 c
B. ½ c
C. ½ V5 c
D. ½ V3 c
E. ½ V7 c
14. Hubungan antara massa dan
energi dituliskan dalam bentuk E =
mc2, rumus ini dikemukakanoleh . .
..
A. Planck
B. Rutherford
C. Thomson
D. Compton
E. Einstein
15. Dua anak kembar A dan B
berkelanan di antariksa dengan
pesawat berkecepatan 0,8 c.
Setelah 12 tahun berkelanan A
pulang ke bumi, menurut B
perjalanan
A
sudah
belangsung . . . .
A. 20 tahun
B. 15 tahun
C. 12 tahun
D. 10 tahun
E. 8 tahun
B. SOAL-SOAL URAIAN
1.
Energi kinetik proton
dalam tabung TV adalah 104 eV,
tentukannlah perbandingan v/c !
2.
Sebuah
rangkaian
kereta api yang bergerak relatif
terhadap bumi dengan kelajuan 0,6
c terlihat panjangnya 320 m oleh
pengamat yang diam di tanah.
Berapakah panjang kereta api
menurut pengamat yang berada di
dalam kereta ?
3.
Dua
kejadian
pada
tempat yang sama tetapi waktu
yang
berbeda
dalam
suatu
kerangka acuan. Dapatkah dua
kejadian berlangsung dalam waktu
yang sama dalam kerangka yang
bergerak relatif terhadap keranka
pertama ?
4.
Jam
atomik
terbang
pada kelajuan 400 ms-1 antara dua
titik yang berjarak 200 km di atas
permukaan
bumi.
Berapakah
ketidaksesuaian jam atomik itu dan
jam di bumi jika sebelumnya telah
disinkronisasi ?
5.
Pada prinsipnya, apakah
mungkin orang tua yang berkelanan
ke ruang angkasa setelah ke bumi
alan lebih muda dari anaknya yang
tinggal di bumi ?
6.
Tentukanlah laju sebuah
partikel yang energi kinetiknya lebih
besar 1 % dari energi kinetik
menurut mekanika Newton !
7.
Dua proton satu sama
lain
saling
mendekat
dengan
kelajuan 0,96 c relatif terhadap
laboratorium.
Tentukanlah
laju
relatifnya !
8.
Proton m0 = 1,67 x 10-27
kg diberi percepatan melalui suatu
beda
potensial
1000
MV.
Tentukanlah
percepatan
dan
momentum proton !
9.
Lambang
pada
sisi
peswat ruang angkasa berupa gais
miring
di
tengah
lingkaran
( kemiringan 450 ). Pesawat ini
mendahului peswat lain dengan
kecepatan relatif 0,95 c. Menurut
awak pesawat kedua, berapa besar
kemiringan garis lambang pesawat
itu ?
10. Suatu
jenis
bakteri
tertentu
berkembang biak menjadi 2 kali
dalam
waktu
20
hari,
dua
diantaranya
dibawa
ke
ruang
angkasa
selama
100
hari.
Kecepatan pesawat 0,995 c pada
saat pesawat kembali ke bumi,
berapa
banyak
bakteri
yang
dibawa ?