Teori Relativitas Khusus Fisika Kelas XII Gusti Afifah, S.Pd

Presentasi berjudul: "Teori Relativitas Khusus Fisika Kelas XII Gusti Afifah, S.Pd"— Transcript presentasi:

1 Teori Relativitas Khusus Fisika Kelas XII Gusti Afifah, S.Pd
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN MEDIA PEMBELAJARAN BAGI GURU SMA, SMK DAN SLB Dikbud NTB @dikbudntb Fisika Kelas XII Teori Relativitas Khusus Gusti Afifah, S.Pd SMAN 2 Mataram Verifikator : Kadek Yayuk Krisnawati, S.Pd dan Muh. Takdir © Hak Cipta Pada Dinas Pendidikan dan Kebudayaan Provinsi NTB

2 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Kompetensi Inti Memahami, menerapkan, menganalisis pengetahuan faktual, konseptual, prosedural berdasarkan rasa ingin tahunya tentang ilmu pengetahuan, teknologi, seni, budaya, dan humaniora dengan wawasan kemanusiaan, kebangsaan, kenegaraan, dan peradaban terkait penyebab fenomena dan kejadian, serta menerapkan pengetahuan prosedural pada bidang kajian yang spesifik sesuai dengan bakat dan minatnya untuk memecahkan masalah. 4. Mengolah, menalar, dan menyaji dalam ranah konkrit dan ranah abstrak terkait dengan pengembangan dari yang dipelajarinya di sekolah secara mandiri, dan mampu menggunakan metode sesuai kaidah keilmuan KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

3 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Kompetensi Dasar Menganalisis fenomena perubahan panjang, waktu, dan massa dikaitkan dengan kerangka acuan, dan kesetaraan massa dengan energi dalam teori relativitas khusus Menyelesaikan masalah terkait dengan konsep relativitas panjang, waktu, massa, dan kesetaraan massa dengan energi 3.7 4.7 KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

4 Indikator Pencapaian Kompetensi
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Indikator Pencapaian Kompetensi Mengidentifikasi teori relativitas khusus Memahami konsep Relativitas newton Menganalisis Percobaan Michelson-Morley Mengidentifikasi Postulat teori relativitas khusus Mengidentifikasi Massa, Momentum, dan energi relativistic Mengidentifikasi fenomena perubahan panjang, waktu, dan massa dikaitkan dengan kerangka acuan, dan kesetaraan massa dengan energi dalam teori relativitas khusus Menyajikan penyelesaian terkait dengan konsep relativitas panjang, waktu, massa, dan kesetaraan massa dengan energi 3.7.1 3.7.2 3.7.3 3.7.4 3.7.5 3.7.6 4.7.1 KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

5 Semua Gerak adalah Relatif
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Semua Gerak adalah Relatif KI/KD Suatu benda dikatakan bergerak bila kedudukan benda itu berubah terhadap suatu titik acuan atau kerangka acuan. Dapat dikatakan bahwa tidak ada benda yang bergerak mutlak, yang ada hanyalah gerak relatif. Contoh Seorang siswa bergerak menjauhi bangku. Pak Guru bergerak mendekati salah satu siswa. Seorang penumpang kereta api bergerak terhadap stasin dan diam terhadap gerbong. IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

6 Percobaan Michelson-Morley
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Percobaan Michelson-Morley Their apparatus Michelson-Morley melakukan percobaan untuk membuktikan keberadaan eter. Eter merupakan medium perambatan cahaya ? Alat yang digunakan interferometer KI/KD IPK Materi interferometer Michelson and Morley's results from A. A. Michelson, Studies in Optics Latihan Soal Uji Kompetensi Michelson dan Morley dapat membuktikan bahwa hipotesa tentang medium eter tidak ada sama sekali. Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

7 PERCOBAAN MICHELSON-MORLEY
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN PERCOBAAN MICHELSON-MORLEY KI/KD Hipotesa Ether : bahwa alam semesta di jagad raya ini banyak dipenuhi ether yang tidak mempunyai wujud tetapi dapat menghantarkan perambatan gelombang ·Michelson dan Morley melakukan percobaan untuk mengukur kelajuan ether dengan alat interferometer. Kesimpulan hasil percobaan adalah : 1. hipotesa tentang ether tidak benar, jadi ether tidak ada. 2. kecepatan cahaya adalah besaran mutlak tidak tergantung pada kerangka acuan inersial IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

8 TRANSFORMASI GALILEO Z O’ Z’ Y X X’ V O KI/KD IPK Materi
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN TRANSFORMASI GALILEO Z O’ Z’ Y X X’ V O KI/KD IPK Materi Latihan Soal Ada dua macam obyek dengan kerangka acuannya masing-masing. Obyek O dengan kerangka XYZ dan obyek O' dengan kerangka X'Y'Z'. O melihat O‘ bergerak dengan kecepatan V ke arah sumbu X'. Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

9 X' = X - Vt X = X' + Vt TRANSFORMASI GALILEO Z O’ Y’ Z’ X X’ V O KI/KD
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN TRANSFORMASI GALILEO Z O’ Y’ Z’ X X’ V O KI/KD Karena sumbu Y sejajar dengan Y' dan sumbu Z sejajar pula dengan Z', maka bisa dikatakan Y = Y' dan Z = Z', sehingga yang perlu diperhatikan hanyalah sumbu X dan X'. Menurut Galileo, O melihat O' bergerak sejauh : IPK Materi X' = X - Vt Latihan Soal Sementara jika dibalik, O' melihat O bergerak sejauh : Uji Kompetensi X = X' + Vt Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

10 TRANSFORMASI GALILEO Y Z O’ Y’ Z’ X X’ V O KI/KD IPK Materi
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN TRANSFORMASI GALILEO Y Z O’ Y’ Z’ X X’ V O KI/KD IPK Materi Latihan Soal Perhatikan bahwa baik di O maupun O', waktu t senantiasa bernilai sama. Inilah yang dikenal sebagai "transformasi Galileo ". Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

11 Postulat Teori Relativitas Khusus Einstein:
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Postulat Teori Relativitas Khusus Einstein: Hukum-hukum Fisika memiliki bentuk yang sama pada semua kerangka acuan inersia. Semua gerak adalah relatif. Postulat pertama diungkapkan karena tidak adanya kerangka acuan universal sebagai acuan mutlak dan merupakan perluasan relativitas Newton untuk memasukkan tidak hanya hukum-hukum mekanika tetapi juga hukum fisika lainnya termasuk listrik dan magnet. Laju cahaya c = 3×108 m/s adalah sama untuk semua pengamat, tidak tergantung pada gerak cahaya atau pun pengamat. Postulat kedua memiliki implikasi yang sangat luas dimana kecepatan, panjang, waktu, dan massa benda semuanya bersifat relatif sehingga relativitas Newton dan Galileo tidak dapat digunakan. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

12 X' = ϒ (X - vt) X = ϒ (X' + vt') Transformasi Lorentz
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Transformasi Lorentz Lorentz memandang bahwa transformasi Galileo tidaklah cukup mampu menjelaskan apa yang terjadi pada dunia elektromagnetis dan Lorentz mengusulkan revisinya. Ia berpegang pada asumsi bahwa tiap obyek memiliki " waktu sendiri ". Maka persamaan transformasi Galileo kemudian ditulisnya ulang menjadi : KI/KD IPK X' = ϒ (X - vt) X = ϒ (X' + vt') dan : Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Dengan ϒ sebuah konstanta, yang tidak dipengaruhi oleh waktu. Inilah " transformasi Lorentz ". Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

13 KONTRAKSI PANJANG Coba amati gambar disamping
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN KONTRAKSI PANJANG Coba amati gambar disamping Bagaimana kecepatan gerak ke empat benda tersebut ? Bagaimana panjang masing-masing benda menurut pengamat yang diam ? KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

14 Kontraksi Panjang Kontraksi Panjang : L = panjang benda bergerak
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Kontraksi Panjang Sebuah benda akan lebih pendek kelihatannya bila benda tersebut bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. KI/KD IPK Materi Kontraksi Panjang : L = panjang benda bergerak = panjang benda diam. Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

15 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Contoh Soal Sebuah pesawat antariksa panjangnya 80 m ketika diukur diam di Bumi. Berapa panjang pesawat menurut pengamat di Bumi ketika pesawat bergerak dengan kecepatan 0,6 c ? Penyelesaian : KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

16 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Dilatasi Waktu Waktu pada benda yang bergerak dengan kecepatannya mendekati kecepatan cahaya lebih lama dibandingkan waktu pada benda yang relatif diam. Dilatasi Waktu: KI/KD IPK Materi Latihan Soal = Waktu benda bergerak. =Waktu benda diam V = Kecepatan benda bergerak C = Kecepatan cahaya Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

17 Dilatasi Waktu Menurut Yanto. KI/KD IPK Materi Umur Yanto :
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Dilatasi Waktu Menurut Yanto. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Umur Yanto : = 46 thn. Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

18 Contoh Soal Menurut Budi.
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Contoh Soal Dua orang Yanto dan Budi masing-masing berumur 40 tahun.Yanto menggunakan pesawat dengan kecepatan 0,8c ke suatu planet yang jauhnya 4 tahun cahaya dari Bumi.Setelah tiba di planet Yanto kembali ke Bumi bertemu Budi.Berapa umur Yanto dan Budi ketika bertemu kembali di Bumi ? Penyelesaian; KI/KD IPK Materi Menurut Budi. Umur Budi: = 50 thn. Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

19 Massa Relativistik Massa Relativistik :
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Massa Relativistik Massa suatu benda akan lebih besar jika benda bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. KI/KD IPK Massa Relativistik : Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

20 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Contoh Soal Hitunglah kecepatan proton agar massanya menjadi 2 kali massa diamnya. Penyelesaian : KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

21 Momentum Relativistik
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Momentum Relativistik Momentum suatu benda akan lebih besar jika benda bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Momentum Relativistik : KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

22 Energi Relativistik Energi suatu benda yang dinyatakan oleh Einstein :
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Energi Relativistik Energi suatu benda yang dinyatakan oleh Einstein : KI/KD IPK Energi Diam : Energi Total : Energi Kinetik : Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

23 Hubungan Energi dan Momentum Relativistik
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Hubungan Energi dan Momentum Relativistik Dari persamaan terdahulu dapat diperoleh hubungan Energi Total dengan Momentum secara Relativistik sebagai berikut : KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

24 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Contoh Soal Jika massa diam proton kg, berapa besar energi kinetik yang diberikan pada proton untuk mencapai kecepatan agar massanya menjadi 2 kali massa diamnya. Penyelesaian : Energi Kinetik yang dimiliki proton yang kecepatanny sama dengan kecepatan cahaya sebesar; KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

25 Latihan Soal Salah satu postulat relativitas Einstein adalah… KI/KD
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal Salah satu postulat relativitas Einstein adalah… selang waktu pengamat yang diam dan selang waktu pengamat yang bergerak tidak sama . panjang benda di saat diam dan panjang benda di saat bergerak tidak sama. kecepatan cahaya dalam vakum, sama untuk semua pengamat baik diam maupun bergerak. semua gerakan benda di atas permukaan bumi mempunyai kecepatan mutlak. massa benda di saat diam dan benda di saat bergerak tidak sama. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

26 Latihan Soal JAWABAN KI/KD
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal JAWABAN Salah satu postulat relativitas Einstein adalah (C). kecepatan cahaya dalam vakum, sama untuk semua pengamat baik diam maupun bergerak. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

27 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal 2. Sebuah pesawat bergerak dengan kecepatan ,6c terhadap bumi. Dari pesawat ditembakkan peluru dengan kecepatan 0,4c searah dengan pesawat. Kecepatan peluru terhadap pesawat adalah A. c. B. 0,8c. C. 0,6c. D. 0,5c. E. 0,2c. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

28 Latihan Soal JAWABAN KI/KD IPK Materi Referensi Latihan Soal Uji
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal JAWABAN KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

29 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal 3. Sebuah roket ketika diam di Bumi mempunyai panjang 100 m. Roket tersebut bergerak dengan kecepatan 0,8c. Menurut orang di Bumi, panjang roket tersebut selama bergerak adalah 50 m. 60 m. 70 m 80 m. 100 m. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

30 Latihan Soal JAWABAN KI/KD Penyelesaian : IPK Materi Referensi Latihan
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal JAWABAN Penyelesaian : KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

31 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal 4.Periode suatu pendulum di muka bumi besarnya 3,0 detik. Bila pendulum tersebut diamati oleh seorang yang bergerak relatif terhadap Bumi dengan kecepatan 0,95c maka periode pendulum tersebut dalam detik menjadi sekon 0,5. 1,5. 9,6. 15. 300. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

32 Latihan Soal JAWABAN KI/KD IPK Materi Referensi Latihan Soal Uji
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal JAWABAN KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

33 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal 5. Sebuah pesawat antariksa memiliki panjang 80 m ketika diukur pada saat diam di Bumi. Berapa panjang pesawat antariksa itu menurut pengamat di Bumi ketika pesawat bergerak dengan kecepatan 0,6C ? 40 m. 55 m. 64 m. 75 m. 100 m KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

34 Latihan Soal JAWABAN KI/KD Penyelesaian : IPK Materi Referensi Latihan
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal JAWABAN Penyelesaian : KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

35 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal 6. Hitung kecepatan proton agar massanya menjadi 2 kali massa diamnya. 0,087c. 0,87c. 8,7c. 87c. 870c. KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

36 Latihan Soal JAWABAN KI/KD Penyelesaian : IPK Materi Referensi Latihan
PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Latihan Soal JAWABAN Penyelesaian : KI/KD IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB

37 PEMERINTAH PROVINSI NUSA TENGGARA BARAT
DINAS PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN Referensi KI/KD Siswanto, Sukaryadi Fisika untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Teguh Karya I Made Astra dan Hilman Setiawan Fisika Jilid 3 untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Piranti Darma Kalokatama Supiyanto Fisika SMA. Jakarta: Erlangga IPK Materi Latihan Soal Uji Kompetensi Referensi Dikbud NTB @dikbudNTB @dikbudNTB