Sebuah tangki kubus memiliki volume 1 m3. Volume tangki tersebut menurut pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8c sepanjang rusuk kubus adalah?

Kelas         : XII
Pelajaran   : Fisika
Kategori     : Relativitas Khusus
Kata Kunci : Kontraksi Lorentz, Panjang relativistik, 
Kode : 12.6.10 [Kelas 12 Fisika Bab 10 Relativitas]

___________________________________________________________

Konsep Dasar

Hasil pengukuran terhadap panjang  sebuah benda menurut pengamat diam dan bergerak terhadap benda menghasilkan nilai yang berbeda. Pengukuran panjang suatu benda oleh pengamat yang bergerak akan menghasilkan nilai yang lebih kecil dibanding dengan hasil pengukuran oleh pengamat yang diam. Fenomena penyusutan panjang benda ini dikenal sebagai kontraksi lorentz. Penyusutan panjang hanya terlihat pada arah paralel dengan arah dimana benda yang diamati bergerak.

Kontraksi Lorentz dihitung dengan rumus:

 

dengan

Lo = panjang benda diukur dalam kondisi diam
L = panjang yang diukur oleh pengamat dalam kondisi bergerak relatif terhadap benda
v = kecepatan gerak relatif antara pengamat dan benda
c = kecepatan cahaya

Pembahasan soal

Soal:

Sebuah tangki kubus memiliki volume 1 m3. Volume tangki tersebut menurut pengamat yang bergerak dengan kecepatan 0,8c sepanjang rusuk kubus adalah?

Penyelesaian soal:

Diketahui

Volume kubus diukur saat diam, Vo = 1 m³

v = 0,8 c

Ditanya :

Volume benda diukur dalam kondisi bergerak, V'=…?

Dijawab:

Panjang rusuk kubus kondisi diam

V = s³

1 = s³

s =∛1

s =  1 m

Panjang rusuk yang paralel dengan arah gerak

s' = 0,6 m

V' = s × s × s'
V' = 1 × 1 × 0,6
V' = 0,6 m³

Jadi volume kubus yang diukur dalam kondisi bergerak sebesar 0,6 m³