Elo pasti sering mendengar nama Albert Einstein kan? Nah, salah satu teorinya adalah energi relativistik yang erat hubungannya dengan kesetaraan massa dan energi.
Halo, Sobat Zenius! Coba elo perhatikan gambar di bawah ini!
![Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 90 aplikasi energi relativistik einstein pada PLTN zenius education](https://www.zenius.net/blog/wp-content/uploads/2022/02/aplikasi-energi-relativistik-einstein-pada-PLTN-zenius-education.webp)
Gambar di atas merupakan PLTN (pembangkit listrik tenaga nuklir) yang merupakan salah satu hasil teknologi dengan menggunakan teori Einstein, yaitu kesetaraan massa dan energi.
Daftar Isi
Kesetaraan Massa dan Energi
![Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 91 Albert Einstein zenius education](https://www.zenius.net/blog/wp-content/uploads/2022/02/Albert-Einstein-zenius-education.webp)
Nah, dalam teori kesetaraan massa dan energi, Einstein menyimpulkan adanya kesetaraan massa dan energi. Jadi, massa bisa diubah menjadi energi, pun sebaliknya energi bisa diubah menjadi massa. Hubungan antara massa dan energi bisa dilihat pada persamaan berikut ini.
E = mc2
Keterangan:
E: energi (Joule).
m: massa (gram).
c: kecepatan cahaya (300.000.000 m/s atau 3×108 m/s).
Selain PLTN, hasil teknologi lainnya yang memanfaatkan teori kesetaraan massa dan energi yaitu fusi nuklir, bom atom, dan reaksi yang terjadi di matahari.
Baca Juga: Postulat Einstein tentang Relativitas – Materi Fisika Kelas 12
Apa Itu Energi Relativistik?
Berhubung massa itu relatif atau nggak mutlak, jadi energi juga relatif. Ketika suatu benda dalam keadaan diam, maka benda tersebut memiliki energi diam yang dirumuskan dengan perkalian massa diam dan kuadrat kelajuan cahaya.
E0 = m0.c2
Ketika suatu benda dalam keadaan bergerak dengan kelajuan mendekati kelajuan cahaya, maka energi total benda juga akan membesar sama halnya seperti massa bendanya. Jadi, konsepnya tetap setara ya antara energi dan massa. Nah, energi inilah yang disebut sebagai energi relativistik benda.
Baca Juga: Rumus Kesetaraan Energi dan Massa, Rumus Einstein yang Paling Mendunia
Rumus Energi Relativistik
Rumus energi relativistik, yaitu:
E = Ɣ.m0.c2
E = Ɣ.E0
Sedangkan, selisih antara energi relativistik dan energi diamnya merupakan energi kinetik benda.
Ek = E – E0
Atau, kita juga bisa menghitung energi relativitas menggunakan rumus energi kinetik.
E = E0 + Ek
Oh iya, elo jangan menyamakan rumus Ek dalam energi relativistik dengan Ek pada konsep perpindahan benda yang rumusnya Ek = ½ m.v^2. Rumus energi kinetik di sini berbeda lho, rumusnya bisa diuraikan sebagai berikut.
Ek = (Ɣ-1) E0
Selain itu, ada juga hubungan antara energi bergerak, energi diam, dan momentum (P) dalam persamaan berikut ini.
E2 = E02 + (P.c)2
Kalau elo cuma melihat uraian yang barusan gue sampaikan di atas, pasti rasanya masih kurang gereget kan? Nah, supaya makin gereget belajar energi relativistik dari Einstein ini, gue ada contoh soal dan penyelesaiannya untuk elo jadikan sebagai referensi dalam mengerjakan latihan soal yang udah gue sediakan di bawah.
Pertanyaannya gini:
Suatu partikel luar angkasa bergerak dalam ruang hampa sedemikian hingga energi totalnya sama dengan 5/3 kali energi diamnya. Ini artinya kelajuan partikel tersebut … dari kelajuan cahaya dalam ruang hampa.
Nah, yang kita cari berarti nilai v. Cara menjawabnya, kita gunakan rumus E = Ɣ.E0.
![Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 92 Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 76](https://www.zenius.net/blog/wp-content/uploads/2022/06/rumus-energi-relativistik.webp)
Sehingga, v = 0,8e
Buat elo yang masih bingung, nggak usah khawatir, karena gue udah menyiapkan bahan video untuk elo tonton dengan klik banner di bawah ini!
Baca Juga: Rumus Energi Kinetik dalam Fisika
Contoh Soal dan Pembahasan Energi Kinetik Relativistik
Mudah dipahami kan materi ini? Nah, untuk menguji sejauh mana pemahaman elo mengenai materi di atas, gue ada beberapa contoh soal dan pembahasan yang bisa dijadikan sebagai referensi. Langsung siapkan alat tulisnya, yuk!
![Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 94 Ilustrasi cek selengkapnya di bawah ini zenius education](https://www.zenius.net/blog/wp-content/uploads/2022/02/Ilustrasi-cek-selengkapnya-di-bawah-ini-zenius-education.gif)
Contoh Soal 1
Sebuah roket bergerak dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya, sehingga energi kinetiknya bernilai 25% dari energi diamnya. Kecepatan roket tersebut adalah…
a. ⅕.
b. ⅗.
c. ½.
d. ⅔.
e. ¾.
Jawab: b. ⅗.
Pembahasan: Diketahui massa diam = m0 dan massa relativistik = m. Kita gunakan rumus Ek = 25%.E0. Sehingga, kecepatannya bisa dicari dengan cara sebagai berikut:
Ek = 25%.E0
E – E0 = 25%.E0
![Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 95 Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 77](https://www.zenius.net/blog/wp-content/uploads/2022/06/1.jpg)
![Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 96 Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 78](https://www.zenius.net/blog/wp-content/uploads/2022/06/2.jpg)
![Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 97 Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 79](https://www.zenius.net/blog/wp-content/uploads/2022/06/3.jpg)
![Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 98 Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 80](https://www.zenius.net/blog/wp-content/uploads/2022/06/4.jpg)
![Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 99 Mengenal Konsep Energi Relativistik - Materi Fisika Kelas 12 81](https://www.zenius.net/blog/wp-content/uploads/2022/06/5.jpg)
Contoh Soal 2
Pada kasus kesetaraan energi, pernyataan yang benar di bawah ini adalah…
a. Energi berbanding terbalik dengan massa.
b. Energi sebanding dengan massa.
c. Energi berbanding terbalik dengan massa kuadrat.
d. Energi sebanding dengan massa kuadrat.
e. Energi berbanding terbalik dengan massa pangkat tiga.
Jawab: b. Energi sebanding dengan massa.
Pembahasan: Kesetaraan massa energi bisa dilihat pada persamaan E = mc2. Artinya, energi sebanding dengan massa.
*****
Gimana nih, sampai sini udah paham kan tentang energi relativistik? Buat yang lebih menyukai belajar dengan nonton video, elo bisa mengakses materi ini di video belajar Zenius menggunakan akun yang sudah didaftarkan di website dan aplikasi Zenius sebelumnya, ya!
Baca Juga: Cara Mencari Nomor Atom dan Nomor Massa – Materi Fisika Kelas 12
Leave a Comment