Bab 9 Teori Relativitas Khusus.pptx

Kemampuan dasar yang akan  Anda miliki setelah mempelajari mempelajari bab ini adalah sebagai berikut. • Dapat memformulasikan memformulasikan teori relativitas khusus untuk waktu, panjang, dan massa, serta kesetaraan massa dengan energi yang diterapkan dalam teknologi.  A. Transformasi Transformasi dan Postulat Postulat Relativitas Khusus B. Pemekaran Waktu dan Kontraksi Panjang C. Massa, Momentum, dan Energi Relativistik

Tranformasi dan Postulat Relativitas Khusus

Relativitas Newton a.

Semu Semua a Gera Gerak k Itu Itu Rela Relati tif  f 

b.

Defini Definisi si Kejadi Kejadian, an, Pengam Pengamata atan, n, dan Kerang Kerangka ka Acuan Acuan

c.

Rela Relati tivi vita tas s Newt Newton on;; Kerangka acuan inersial adalah inersial  adalah suatu kerangka acuan yang berada dalam keadaan dian atau bergerak terhadap kerangka acuan lainnya dengan kecepatan konstan pada suatu kecepatan konstan pada suatu garis lurus.

Prins ip relativitas Newton, yaitu hukum-hukum mekanika berlaku sama pada semua kerangka acuan inersial .

Transformasi Gallieo

Transformasi Galileo untuk koordinat dan waktu x’ = x – vt y’ = y z’ = z t’ = t

Transformasi Galileo untuk kecepatan x’ = x – vt dx’ = dx – d (vt) dt dt dt

Transformasi kebalikan x = x’ + vt y = y’ z = z’ t’= t’

Transformasi Galileo untuk kecepatan ux’ = ux – v uy’ = uy uz’ = uz

Transformasi kebalikan ux = ux’ + v uy = uy’ uz = uz’

Postulat Relativitas Khusus Hipotesis eter: ” jagat raya dipenuhi oleh eter stasioner  yang tdak mempunyai eujud tetapi dapat menghantarkan  perambatan gelombang ”. (1) Seperti diketahui jika Anda berlarian, maka Anda bergerak terhadap kerangka acuan tanah di lokasi tempata Anda berlari. (2) Cahaya sebagi gelombang haruslah memerlukan medium dalam perambatannya.

Percobaan Michelson-Morley

Kelajuan cahaya terhadap eter, c, dianalogikan dengan kelajuan perahu terhadap arus, dan kelajuan cahaya terhadap Bumi, v’.

Dalam percobaan ini mendeteksi tidak ada  pergeseran dalam pola-pola finji. Karena itu, disimpulkan bahwa tak seorangpun dapat mendeteksi kecepatan gerak Bumi dengan mengacu pada eter.

Postulat Einstein untuk Teori Relativitas Khusus

Pos tulat ke-1 relativitas khus us : “hukum-hukum fisika memilki bentuk yang sama pada semua kerangka acuan yang bergerakdengan kecepatan tetap kerangka tetap (kerangka acuan intersial )”.

P os tulat ke-2 relativitas khus us : “cahaya merambat melalui ruang hampa dengan cepat rambat c=3,0 x 10 8 m/s, dan kelajuan cahaya tak bergantung pada kelajuan sumber cahaya maupun kelajuan pengamatnya”. Hukum penjumlahan kecepatan konvensional (relativitas Newton) tak berlaku untuk cahaya. Kelajuan cahaya dalam waktu merupakan besaran mutlak.

Transformasi Lorentz Dari persamaan transformsi untuk x dan x’ ,

disebut tetapan transformasi

Tetapan transformasi

Transformasi kebalikannya

Transformasi Lorentz untuk kecepatan

Penjumlahan Kecepatan Relativistik

Pemekaran Waktu dan Kontraksi Panjang Pemekaran Waktu Perhatikan transformasi Lorentz untuk waktu

Efek bertambah lamanya selang waktu yang diukur oleh pengamat  yang bergerak terhadap kejadian dikenal sebagai pemekaran waktu atau dilasi waktu (time dilation).

Paradoks Kembar 

Bukti Pemekaran Waktu Fakta pemekaran waktu dibuktikan oleh B. Rossi dan D.B. Hall 1941 dan diulang dalam bentuk lebih sederhana oleh D.H. Frisch dan J.H. Smith 1963 moun (), meluruh menjadi partikel-partikel lainnya.

N = N0 e-t/τ Nilai perbandingan seharusnya

Tetapi, dari percobaan diperoleh N 2/N 1 adalah 0,7. Secara tepat sesuai dengan yang diprediksi oleh pemekaran waktu.

Kontraksi panjang Pemendekan panjang atau jarak dikenal dengan sebutan  kontraks i 

 panjang .

Massa, Momentum, dan Energi Relativistik Massa Relativistik Hukum kekekalan momentum menyatakan benda bertumbukan, momentum total sistem adalah konstan, dengan anggapan sistem terisolasi.

mo disebut mas s a diam

Percobaan ini menyatakan bahwa elektron cepat lebih berat daripada elektron lambat .

Momentum Relativistik

Energi Relativistik Gaya adalah laju perubahan momentum

 Ada kesetaraan antara massa dan energi  E = mc2

Hukum kesetaraan massa-energi Einstein Energi diam

: E0 = m0c2

Energi total

: E = mc2

Energi kinetik sebuah partikel yang bergerak relativistik (mendekati kecepatan cahaya) sama dengan selisish antara energi total dengan energi diamnya. Ek = E – E0 = (ɣ - 1)E0 = (ɣ - 1) m0c2

Hukum Kekekalan Energi Relativistik Hukum kekekalan energi relativistik, yaitu energi relativistik awal sama relativistik awal sama dengan energi relativistik akhir.