Penerapan Aplikasi Teori Relativitas Khusus, Kesetaraan Massa dan Energi, Rumus, Contoh Soal, Praktikum, Jawaban, Fisika

Leave a Comment
Albert Einstein pada tahun 1905 menyatakan bahwa ada kesetaraan antara massa dan energi pada benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya. Pada penyinaran zat radioaktif, selalu disertai energi yang sangat besar. Energi ini diserap dan berubah menjadi panas. Jika benda diam menerima energi kinetik, massa relatif benda akan bertambah. Tetapi, jika kehilangan energi, massa benda relatif akan berkurang. Einstein merumuskan bahwa energi sebanding dengan massa dan kuadrat kecepatan cahaya, yang dinyatakan:

E = m.c2 ........................................................ (1)

Dalam fisika klasik kita mengenal dua prinsip kekekalan, yaitu kekekalan massa (klasik) dan kekekalan energi. Dalam relativitas, kedua prinsip kekekalan tersebut bergabung menjadi prinsip kekekalan massa-energi, dan memegang peranan penting dalam reaksi inti.

Pada sebuah atom hidrogen mempunyai massa diam 1,00797 u setara dengan 938,8 MeV. Jika tenaga yang mencukupi (13,58 eV) ditambahkan untuk mengionisasi hidrogen tersebut, yaitu untuk memecahkan hidrogen menjadi bagian-bagian pembentuknya (proton dan elektron), maka perubahan pecahan massa diam sistem tersebut adalah:

13,58 eV / 938,8 106 eV = 1,45× 10-8.

Nilai itu setara dengan 1,45 × 10-6 persen, yang terlalu kecil untuk diukur. Tetapi, untuk sebuah inti seperti deuteron dengan massa diam 2,01360 u yang setara dengan 1876,4 MeV, maka diperlukan tambahan tenaga sebesar 2,22 MeV untuk memecahkan deuteron tersebut menjadi bagian pembentuknya. Perubahan pecahan massa diam sistem tersebut adalah:

2,22 MeV / 1876,4 MeV = 1,18 × 10-3

atau sekitar 0,12 persen, sehingga dengan mudah dapat diukur. Hal ini merupakan ciri perubahan massa diam pecahan dalam reaksi nuklir, sehingga hukum kekekalan energi-massa harus digunakan dalam suatu eksperimen reaksi nuklir, agar diperoleh kesesuaian dengan teorinya.

Reaksi fisi adalah reaksi pembelahan inti berat menjadi dua buah inti atau lebih yang lebih ringan, disertai pancaran energi yang sangat besar. Sementara itu, reaksi fusi merupakan reaksi penggabungan beberapa inti ringan, disertai pengeluaran energi yang sangat besar. Proses ini merupakan kebalikan dari fisi, tetapi hasil terakhir sama yaitu energi yang dahsyat.

Contoh Soal :

Sebuah elektron dipercepat dari keadaan diam melalui beda potensial 1,5 MV sehingga memperoleh energi 1,5 MeV. Tentukan laju akhirnya!

Penyelesaian:

Dengan menggunakan persamaan:
persamaan energi kinetik
Diketahui bahwa Ek = Ep, maka Ek = (1,5 × 106 eV)(1,6 × 10-19 J/eV) = 2,4× 10-13 J

Dimisalkan :
konstanta energi elektron

Diketahui m = 9 × 10-31. kg, maka γ m = 3,58 × 10-30 kg

Untuk menentukan laju dengan menggunakan persamaan:
laju elektron

Praktikum Sederhana Fisika :

Tujuan : Memahami penerapan teori relativitas dalam kehidupan sehari-hari.

Teori relativitas Einstein memperkirakan adanya efek-efek ganjil ketika suatu benda mendekati kecepatan cahaya. Teori ini mempertimbangkan konsep kerangka acuan inersia. Cobalah kalian mencari sebuah artikel yang menerapkan teori ini. Kemudian, analisislah teori itu berdasarkan sudut pandang kalian, dan presentasikan di depan kelas!

Muon

Sinar kosmis membawa partikel tidak stabil yang disebut muon, yang bergerak mendekati kecepatan cahaya. Tanpa relativitas, mereka mungkin telah meluruh dan punah setelah menembus Bumi sedalam 600 m. Sesungguhnya mereka menjangkau jauh ke bawah permukaan tanah karena efek relativitas melambatkan laju peluruhannya. 

Anda sekarang sudah mengetahui Aplikasi Teori Relativitas. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Budiyanto, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. p. 298.
Next PostNewer Post Previous PostOlder Post Home

0 komentar:

Post a Comment

Berkomentarlah secara bijak. Komentar yang tidak sesuai materi akan dianggap sebagai SPAM dan akan dihapus.
Aturan Berkomentar :
1. Gunakan nama anda (jangan anonymous), jika ingin berinteraksi dengan pengelola blog ini.
2. Jangan meninggalkan link yang tidak ada kaitannya dengan materi artikel.
Terima kasih.