Teori tersebut juga menjelaskan perilaku objek dalam ruang dan waktu, yang juga bisa digunakan untuk memprediksi banyak hal - dari eksistensi lubang hitam (black hole), melengkungnya cahaya oleh pengaruh gravitasi, hingga sifat Planet Merkurius pada orbitnya.
Teori tersebut bisa dipahami secara sederhana, pertama, bahwa tidak ada kerangka acuan 'mutlak'. Setiap saat ketika kita mengukur kecepatan, momentum, atau pengalaman terhadap waktu sebuah objek, itu selalu dalam kaitannya dengan sesuatu yang lain.
Kedua, cepat rambat cahaya di dalam ruang hampa ke segala arah adalah sama untuk semua pengamat, tidak tergantung pada gerak sumber cahaya maupun pengamat, selengkapnya silahkan ke Fisika Modern Teori Relativitas Khusus
Berikut beberapa soal tentang teori relativitas dan pengarunya dalam kehidupan.
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 laju VA = VB = 0,75c (c adalah cepat rambat cahaya). Kelajuan pesawat A menurut pilot pesawat B adalah…
A. 9/16 c
B. 8/9 c
C. 24/25 c
D. 4/3 c
E. 3/2 c
Jawaban Fisika dari dari Pak Dimpun:
\[\\V=\frac{V_{1}+V_{2}}{1+\frac{V_{1}.V_{2}}{c^{2}}}\\\\\\ V=\frac{0,75c+0,75c}{1+\frac{0,75c.0,75c}{c^{2}}}\\\\\\ v=\frac{24c}{25}\]
2. Dua saudara kembar Didin dan Dudun, pada saat keduanya berumur 20 tahun, Didin meninggalkan saudara kembarnya tersebut untuk pergi ke sebuah bintang dengan sebuah pesawat luar angkasa berkecepatan 0,8c. Setelah sampai di bintang yang dituju, Didin kembali ke bumi dan mendapati kembarannya Dudun telah berusia 80 tahun. Berapa tahun usia Didin saat itu?
A. 55,0 tahun
B. 54,8 tahun
C. 56,0 tahun
D. 71,8 tahun
E. 91,2 tahun
Jawaban Fisika dari dari Pak Dimpun:
Menurut Dudun yang tinggal di bumi, perjalanan itu sudah memakan waktu t=80-20=60 tahun, tetapi menurut Didin, jam yang dibumi mengukur waktu perjalanan:
\[\\\Delta t=\frac{\Delta t_{o}}{\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}}\\\\60=\frac{\Delta t_{o}}{\sqrt{1-\frac{(0,8c)^{2}}{c^{2}}}}\\\\60=\frac{\Delta t_{o}}{0,6}\\\\\Delta t_{o}=36thn\] Umur Didin ketika itu = 20+36=56thn
3. Suatu peristiwa terjadi selama 3 sekon menurut pengamat yang bergerak menjauhi peristiwa itu dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya). Menurut pengamat yang diam, peristiwa tersebut terjadi selama selang waktu...
A. 5,0 s
B. 4,8 s
C. 3,0 s
D. 1,8 s
E. 1,2 s
Jawaban Fisika dari dari Pak Dimpun:
\[ \\\Delta t=\frac{\Delta t_{o}}{\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}}\\\\3=\frac{\Delta t_{o}}{\sqrt{1-\frac{(0,8c)^{2}}{c^{2}}}}\\\\\Delta t_{o}=1,8s\]
4. Massa diam sebuah partikel = m0. Massa partikel tersebut saat bergerak dengan kecepatan 0,8 c akan bertambah menjadi...
A. 1,25 m0
B. 1,42 m0
C. 1,52 m0
D. 1,67 m0
E. 1,92 m0
Jawaban Fisika dari dari Pak Dimpun:
\[ \\m=\frac{m_{o}}{\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}}\\\\m=\frac{m_{o}}{\sqrt{1-\frac{(0,8c)^{2}}{c^{2}}}}\\\\m=\frac{m_{o}}{0,6}=1,67m_{o}\]
5. Panjang benda diukur pengamat yang diam = 12 m. Berapakah panjang benda itu bila diukur oleh pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8 c (c = kecepatan cahaya) relatif terhadap benda?
A. 12,6 m
B. 12,2 m
C. 9,6 m
D. 7,2 m
E. 6,0 m
Jawaban Fisika dari dari Pak Dimpun:
\[\\L=L_{o}\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}\\\\L=12\sqrt{1-\frac{(0,8c)^{2}}{c^{2}}}\\\\L=12.0,6=7,2m\]
6. Panjang benda diukur saat bergerak menyusut 20 cm dari panjangnya saat diukur dalam keadaan diam. Bila panjang benda diukur dalam keadaan diam panjangnya 1 m dan c = kecepatan cahaya, maka kecepatan gerak benda adalah...
A. 0,2 c
B. 0,3 c
C. 0,4 c
D. 0,6 c
E. 0,8 c
Jawaban Fisika dari dari Pak Dimpun: \[ \\L=L_{o}\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}\\\\0,8=\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}\\\\1-\frac{v^{2}}{c^{2}}=(0,8)^{2}\\\\v^{2}=0,36c^{2}\\\\v=0,6c\]
7. Benda bergerak dengan laju 0,6 c dengan arah sesuai panjang benda. Bagi pengamat yang diam terlihat panjang benda mengalami penyusutan sebesar...
A. 6 %
B. 20 %
C. 36 %
D. 64 %
E. 80 %
Jawaban Fisika dari dari Pak Dimpun: \[ \\L=L_{o}\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}\\\\L=L_{o}\sqrt{1-\frac{(0,6c)^{2}}{c^{2}}}\\\\L=L_{o}.0,8\\\\ \Delta L=L_{o}-L\\\\\Delta L=L_{o}-0,8L_{o}\\\\\Delta L=0,2L_{o}=20\%L_{o}\]
8. Sebuah jembatan panjannya 200 m. Jika diamati oleh seorang pengamat didalam pesawat yang bergerak dengan kecepatan 0,6 c (c = kecepatan cahaya) sejajar dengan jembatan, maka panjang jembatan yang teramati adalah...
A. 233 m
B. 200 m
C. 180 m
D. 160 m
E. 120 m
Jawaban Fisika dari dari Pak Dimpun: \[\\L=L_{o}\sqrt{1-\frac{v^{2}}{c^{2}}}\\\\L=200\sqrt{1-\frac{(0,6c)^{2}}{c^{2}}}\\\\L=200.0,8=160m\]
9. Bila c = kecepatan cahaya, maka kecepatan yang diperlukan oleh suatu benda supaya massanya bertambah 25 % adalah...
A. 0,2 c
B. 0,3 c
C. 0,5 c
D. 0,6 c
E. 0,8 c
baca juga:
Soal Jawab Teori-Relativitas Khusus Einstein
