CBR Fisika Modern [PDF]

Citation preview

CRITICAL BOOK REPORT FISIKA MODERN “ TEORI RELATIVITAS KHUSUS ( Transformasi Galileo dan Lorentz )” DOSEN PENGAMPU : Drs.Pintor Simamora, M.Si



OLEH :



NAMA



: EUNIKE SINDY NABABAN



NIM



: 4173321014



KELAS



: FISIKA DIK A 2017



JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI MEDAN 2019



Kata Pengantar Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan RahmatNya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas mata kuliah Fisika Modern ini yang Berjudul “Critical Book Review” dengan materi Teori Relativitas Khusus . Penulis berterimaksih Kepada Bapak dosen yang bersangkutan sudah memberikan bimbingannya. Penulis juga menyadari bahwa tugas ini masih banyak kekurangan oleh karena itu, penulis Meminta maaf jika ada kesalahan dalam penulisan dan penulis mengharapkan kritik dan saran Yang membangun guna kesempurnaan tugas ini.             Akhir kata penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak dan semoga dapat Bermanfaat dan bisa menambah pengetahuan bagi pembaca.



Medan, September 2019



Eunike Sindy Nababan



BAB I PENDAHULUAN



1.1 Latar Belakang Secara naluri, kita lebih suka percaya bahwa energi adalah energi sedangkan benda adalah Benda, titik. Akan tetapi Einstein menemukan bahwa energi dan massa sesungguhnya adalah dua Aspek berbeda tetapi dapat saling dipertukarkan untuk sesuatu yang secara universal sama, yang Demi istilah lebih baik kita menyebutnya massa-energi. Persamaan Einstein yang kecil, sederhana Tetapi menghebohkan ini merupakan rumus untuk menentukan berapa banyak energi setara Dengan jumlah massa dan sebaliknya. Hal ini merupakan salah satu bagian kecil dalam teori Relavitasnya. Teori Relativitas adalah sebutan untuk kumpulan dua teori fisika yaitu relativitas umum dan Relativitas khusus. Kedua teori ini diciptakan untuk menjelaskan bahwa gelombang Elektromagnetik



(cahaya)



tidak



sesuai



dengan



teori



gerakan



Newton.Gelombang



elektromagnetik Dibuktikan bergerak pada kecepatan yang konstan, tanpa dipengaruhi gerakan sang pengamat. Inti Pemikiran dari kedua teori ini adalah bahwa dua pengamat yang bergerak relatif terhadap masing-Masing akan mendapatkan waktu dan interval ruang yang berbeda untuk kejadian yang sama, Namun isi hukum fisika akan terlihat sama oleh keduanya. Teori Relativitas Einstein adalah teori yang sangat terkenal, tetapi sangat sedikit yang kita Pahami. Utamanya, teori relativitas ini merujuk pada dua elemen berbeda yang bersatu ke dalam Sebuah teori yang sama: relativitas umum dan relativitas khusus. Theori relativtas khusus telah Diperkenalkan dulu, dan kemudian berdasar atas kasus-kasus yang lebih luas diperkenalkan teori Relativitas umum. 1.2 Rumusan Masalah 1. Apa yang dimaksud dengan Postulat Relativitas Khusus ? 2. Apa yang dimaksud dengan Transformasi Galileo dan Lorenz ? 1.3 Tujuan 1. Untuk mengetahui apa itu Postulat Relativitas Khusus 2. Untuk mengetahui apa itu Transformasi Galileo dan Lorenz



BAB II PEMBAHASAN BUKU A. Buku Pertama 1. Identitas Buku



Judul Buku



: FISIKA MODERN



Nama Penulis



: Drs.Pintor Simamora, M.Si



Penerbit



: Unimed



Edisi



:-



Tahun Terbit



:-



Kota Terbit



: Medan



ISBN



:-



Jumlah Halaman : 110 Halaman Pada buku ini Materi tentang Teori Relativitas Khusus terdapat pada Bab 2



2. Ringkasan Buku ( pertama ) BAB II TEORI RELATIVITAS KHUSUS A. Postulat Relativitas Khusus Hakekat gerak ; suatu bend adikatakan bergerak apabila kedudukannya berubah terhadap suatu titik kedudukan tertentu. Jadi gerak mengandung pengertian perubahan kedudukan terhadap suatu referensi (acuan ). Dalam hal ini terdapat pengertian relatif. teori Relativitas khusus yang dikembangkan Einsten tahun 1905, menangani masalah-masalah yang menyangkut kerangka referensi inersial . Defenisi ; kerangka referensi inersial, adalah suatu kerangka referensi yang terhadapnya sebuah benda akan diam atau bergerak dengan kecepatan konstan. Jika ada sebuah kerangka referensi inersial, ada kerangka referensi kedua yang bergerak lurus berubah beraturan terhadap kerangka referensi inersial itu, maka kerangka referensi kedua itu disebut juga inersial. Teori relatifitas Einsten tidak muncul secara spontan , tetapi dilandasi fakta-fakta eksperimental yang telah dilakukan sebelumnya, misalnya : teori elektromagnetik klasik yang pada mulanya menghipotesikan adanya suatu medium(zat) perantara untuk rambatan cahaya yaitu Eter. Teori relastifitas khusus bersandar pada dua postulat yaitu : Postulat I (tentang prinsip relastivitas) : Hukum-hukum fisika dapat dinyatakan dalam persamaan yang berbentuk sama pada semua kerangka referensi inersial. Postulat II ( tentang kecepatan cahaya ) : Kecepatan cahaya dalam ruang hampa (c = 3 x 108 m/s ) , sama untuk semua pengamat tidak bergantung pada kelajuan sumber maupun gerak pengamatnya. Postulat pertama merupakan perluasan dari prinsip reletivistik Newton ( yang hanya berlaku pada mekanika klasik ). Sedangkan postulat kedua merupakan konsekuensi dari postulat pertama. Maxwel menurunkan rumus c = ¿ dari persamaan istrik magnetnya (teori gelombang elektromagnetik Maxwell ).



B. Transformasi Galileo dan Lorentz 1. Transformasi Galileo Tinjau 2 sistem inersial ; S dan S' . S' bergerak dengan laju v dalam arah sumbu XX ' terhadap kerangka S. Suatu peristiwa dititik P, menurut system S terletak pada koordinat ruang (x,y,z) dan pada waktu t, dalam koordinat ruang-waktu : P (x,y,z ) menurut pengamat di S' , koordinat ruang waktu ( x ' , y ' , z ' , t ') dengan : x ' = x – vt y '= y z '= z



…………………………….dinamakan Transformasi Galileo



1)



Dari Transformasi Galileo , hubungan komponen kecepatan kerangka S' dan S adalah : V x' = V x – V V y' = V y V z ' = V z. dinamakan penambahan atau penjumlahan kecepatan menurut Galileo.



2)



Jika mengukur kecepatan cahaya dalam arah x pada system S adalah C , maka dalam system S' cahaya bergerak dengan laju : c '= c – v



3)



Jadi transformasi galileo bertentangan dengan postulat khusus relativitas. Postulat kedua mensyaratkan harga yang sama untuk kelajuan cahaya yaitu c baik ditentukan dari S , maupun dari S' . 2. Transformasi Lorentz Bertitik tolak dari postulat dua relativitas khusus . jika koordinat ruang waktu ( x,y,z,t ) berkaitan dengan kerangka acuan S. S bergerak dengan laju v terhadap S . dalam hal ini tidak sama dengan t( t ' ≠ t ). Andaikan hubungan transformasi linier antara x dan x ' ( suatu terkaan ), adalah : x ' = k(x – v t ) y' = y



z '= z



4)



Persamaan untuk x dinyatakan dalam x ' dan t ' adalah : x = k ( x ' + v t' ¿



5)



Dinamakan transformasi balik ( invers ) untuk x . Hubungan t ' dengan t ………………………………………………………… X 1 −1 + t t '= k V K2



[( )]



6)



Maka transformasi balik untuk t , adalah : t=k



x' 1 1− 2 +t ' V K



[( ) ]



7)



Nilai K…………………………………………………………………………. Postulat 2 memungkinkan mencari k, pada saat t = 0 , titik asal kedu akerangka S dan S' , berada dalam tempat yang sama. Menurut persyaratan awal ; t '= 0 . kedua pengamat harus mendapatkan kecepatan yang sama yaitu c( postulat 2) , berarti : S:



x =c t



S' :



x' = c t '



8) 9)



Substitusikan persamaan 4) dan 6) kedalam persamaan 9), menghasilkan : 1+v /c c 1 x=ct 1− −1 v k2



[



(



)



]



10)



persamaan 10) ini harus sama dengan 8), berarti : 1 k=



v2 1− 2 c



1/ 2



( )



x ' = k (x -vt) y' = y z' = z



11)



X 1 t '= k V 2 −1 +t x



[( )]



Dengan k = (1−



v 2 −1/ 2 ) ………dinamakan Transformasi Lorentz . c2



Sedangkan transformasi balik(invers) , diperoleh dengan menggantikan tanda v , yaitu : x = k ( x ' + vt ') y = y' z = z' t=k



x' 1 1− 2 + t V k



[( )]



apabila v