Hubungan Massa Dan Energi [PDF]

Citation preview

HUBUNGAN MASSA DAN ENERGI



Hubungan yang paling terkenal diperoleh einstein ialah : E=MC2 E.total. Hubungannya dapat diturunkan secara langsung dari definisi energi kinetik K dari suatu benda yang bergerak sebagai kerja yang diperlukan untuk membawa benda itu dari keadaan diam hingga mempunyai kecepatan V. Kita mulai dari meninjau Ek. Jika Ek dari keadaan diam ke keadaan bergerak dengan kecepatan mendekati kecepatan cahaya maka usaha yang dilakukan oleh benda dari keadaan diam menjadi keadaan bergerak sama dengan selisih energi kinetik nya.ini merupakan konsep kerja dan energi dimana :



K = MC2 – M0C2 MC2 = K + M0C2 E = K + E0 Jika kita tafsirkan MC2 sebagai energi total benda E, bila benda itu dalam keadaan diam K=0 tetapi benda tetap memiliki energi M0C2 . Dengan demikian M0C2 disebut energi diam E0 dari benda yang massa diamnya M0 . Sehingga : Energi diam : E0 = M0C2 Jika benda bergerak, maka energi total : E = MC2



E=



𝑀0 𝐶 2 2



√1− 𝑉2 𝐶



Contoh soal : 1. Sebuah proton bergerak dengan kecepatan 0,8 C.Hitunglah energi diam dan energi total proton tersebut.(Massa proton = 1,6 x 10-27 ) dan ( C= 3 x 108). Pembahasan : 1) Kecepatan gerak proton v =0,8 C



v/c = 0,8



Energi diam : E0 = M0C2 = (1,6 x 10-27) (3 x 108)2 =1,44 x 10-10 J = 900 MeV Energi total :



E = MC2 E=



𝑀0 𝐶 2 2



√1− 𝑉2 𝐶



E= E=



900 𝑀𝑒𝑉 √1−(0,8)2 900 𝑀𝑒𝑉 0,6



E = 1500 MeV



Massa dapat diciptakan dan dimusnahkan hal ini disebabkan massa dan energi menjadi satu kesatuan yang tidak bisa dipisahkan. Massa dan energi bukan merupakan kuantitas yang bebas,sehingga hukum kekekalan massa dan energi menjadi satu yang disebut hukum kekekalan massa energi. Massa dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi jika hal ini terjadi sejumlah energi yang setara hilang atau muncul dan sebaliknya. Maksud nya disini ialah jika massa hilang maka akan tercipta nya energi begitupun sebalik nya. Pada fisika modern ini massa dan energi itu di anggap sama dan dapat diterima di dunia fisika sementara di fisika klasik massa dan energi itu tidak sama. Mengapa demikian ? karna pada fisika modern ini telah banyak percobaan percobaan yang telah dilakukan yang dapat membuktikan hal tersebut. Salah satu nya adalah persamaan yang terkenal yang ditemukan oleh Einstein yaitu E = MC2. Persamaan tersebut diterapkan pada reaksi nuklir. Dimana massa uranium yang sangat kecil dapat menghasilkan energi yang sangat besar. Sehingga dari situlah dapat di buktikan bahwa energi dan massa tersebut memiliki hubungan. Sehingga teori tentang massa dan energi itu sama dapat diterima pada fisika modern. Jika kecepatan relativ V kecil



terhadap C rumusan energi kinetik harus tereduksi menjadi bentuk ½ M0V2.Jika rumus E =MC2 menggambarkan bagaimana sebuah partikel bermassa M,maka partikel tersebut akan memiliki energi sebesar : E =MC2.