1. Jika massa diam sebuah elektron 9,109.10−31kg , hitunglah energi diam sebuah elektron dalam satuan joule dan elektron-volt
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Dalam satuan Joule:
Eo=moc2Eo=(9,109.10−31)(2,998.108)2Eo=8,187.10−34J Dalam satuan elektron-volt:
Eo=8,187.10−341,602.10−19(1MeV10.6eV)Eo=0,511MeV
2. Sebuah benda diam terbelah menjadi 2 bagian secara spontan dan keduanya saling bergerak kearah yang berlawanan. Belahan-belahan tersebut memiliki massa diam 3 kg dan 5,33 kg serta memiliki kecepatan ralatif 0,8 c dan 0,6 c. tentukan massa diam benda tersebut sebelum terbelah.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Karena Enegi awal = akhir, maka:
moc2=m01c2√1−v21c2+m02c2√1−v22c2mo=3√1−0,82c2+5,33√1−0,62c2mo=11,66kg
3. Hitunglah massa efektif sebuah foton yang memiliki Panjang gelombang 5000A.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
m=hλ.cm=6,63.10−345000.10−10.3.108m=4,42.10−36kg
4. Sebuah elektron dipercepat oleh sinkroton elektron menuju ke energi 2GeV. Berapakah rasio massa elektron tersebut terhadap massa diamnya
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
mc2=Ek+moc2mmo=Ek+moc2moc2 Perhatikan di soal nomor 1, energi diam elektron adalah Eo=moc2=0,511MeV, dan 2GeV sama dengan 2000MeV, sehingga:
mmo=Ek+moc2moc2mmo=2000MeV+0,511MeV0,511MeVmmo=3915
5. Suatu benda yang mula – mula dalam keadaan diam meledak menjadi dua bagian yang masing – masing bermassa diam 2 kg dan bergerak saling menjauhi dengan kelajuan 0,6c. Massa diam benda semula adalah.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
mo=mo1√1−v21c2+mo2√1−v22c2mo=mo1√1−v21c2+mo2√1−v22c2mo=2.mo1√1−v21c2mo=2.2√1−0,6c2c2mo=5kg
6. Apabila suatu partikel tak bermassa menglami tumbukan, sehingga benda tersebut memiliki momentum 5 kg.m/s dan memiliki kelajuan 0,6 m/s. Maka tentukan energi yang dapat oleh partikel tak bermassa tersebut.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
E=P.v=(5)(0,6)=3J.
7. Pada fraksi kecepatan cahaya berapakah sebuah partikel harus bergerak agar energi kinetiknya menjadi dua kali energi diamnya?
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Ek=moc2[1√1−v2c2−1] Jika Ek=n.Eo maka:
v=cn+1√(n+1)2−1 Karena Ek=2.Eo maka: v=c2+1√(2+1)2−1v=√83cv=0,943c
8. Sebuah elektron dipercepat hingga kecepatan 0,5c dari keadaan diam. Hitunglah perubahan energinya.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Perubahan energi elektron ini sama dengan energi kinetik elektron tersebut. Ek=moc2[1√1−v2c2−1]Ek=9,11.10−31.(3.108)2[1√1−(0,5.c)2c2−1]Ek=1,268.10−14JEk=1,268.10−141,6.10−19eVEk=0,79.105eV=0,079MeV
9. Dua benda identik, masing - masing bermassa , saling mendekati satu sama lain dengan kecepatan u, lalu bertumbukan dan menempel bersama dalam sebuah tumbukan tidak elastic sempurna. Tentukan massa diam gabungan massa ini.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:
Ketika kecepatan awal memiliki nilai sama dan momentum akhirnya harus nol, maka
Eawal=Eakhir2moc2√1−u2c2=Moc2Mo=2moc2√1−u2c2>2mo
