Contoh Soal Fisika tentang Relativitas Kecepatan Beserta Jawabanny
Soal 1: Seorang astronot sedang melakukan perjalanan ke sebuah planet yang berjarak 10 tahun cahaya dari Bumi. Jika astronot tersebut bergerak dengan kecepatan 0,8 c (kecepatan cahaya), berapa lama waktu yang dibutuhkan oleh astronot untuk mencapai planet tersebut menurut pengamat di Bumi? Jawaban 1: Untuk menjawab pertanyaan ini, kita dapat menggunakan persamaan relativitas kecepatan: v' = (v - u) / (1 - (v * u / c^2)) Di mana: v' = kecepatan relatif pengamat di Bumi terhadap astronot v = kecepatan astronot u = kecepatan planet c = kecepatan cahaya Dalam kasus ini, v = 0,8 c dan u = c. Menggantikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan, kita dapat menghitung kecepatan relatif pengamat di Bumi terhadap astronot: v' = (0,8 c - c) / (1 - (0,8 c * c / c^2)) v' = (-0,2 c) / (1 - 0,8) v' = (-0,2 c) / 0,2 v' = -c Dari hasil perhitungan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa kecepatan relatif pengamat di Bumi terhadap astronot adalah -c. Ini berarti bahwa astronot akan terlihat bergerak dengan kecepatan cahaya yang berlawanan arah dengan pengamat di Bumi. Soal 2: Sebuah pesawat ruang angkasa bergerak dengan kecepatan 0,9 c (kecepatan cahaya) relatif terhadap Bumi. Jika pesawat tersebut meluncurkan sebuah roket dengan kecepatan 0,5 c relatif terhadap pesawat, berapa kecepatan roket tersebut relatif terhadap Bumi? Jawaban 2: Untuk menjawab pertanyaan ini, kita dapat menggunakan persamaan relativitas kecepatan: v' = (v - u) / (1 - (v * u / c^2)) Di mana: v' = kecepatan relatif pengamat di Bumi terhadap roket v = kecepatan roket relatif terhadap pesawat u = kecepatan pesawat relatif terhadap Bumi c = kecepatan cahaya Dalam kasus ini, v = 0,5 c dan u = 0,9 c. Menggantikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan, kita dapat menghitung kecepatan relatif pengamat di Bumi terhadap roket: v' = (0,5 c - 0,9 c) / (1 - (0,5 c * 0,9 c / c^2)) v' = (-0,4 c) / (1 - 0,45) v' = (-0,4 c) / 0,55 v' = -0,727 c Dari hasil perhitungan di atas, kita dapat menyimpulkan bahwa kecepatan relatif pengamat di Bumi terhadap roket adalah -0,727 c. Ini berarti bahwa roket akan terlihat bergerak dengan kecepatan 0,727 c yang berlawanan arah dengan pengamat di Bumi.