 Soal 1 Berapakah momentum relativistik sebuah elektron (massa diam 9,1 x 10-31 kg) yang sedang bergerak dengan kelajuan, (a) 0,6c dan (b) 0,8c. Jawab: Diketahui: massa diam elektron m0 = 9,1 x 10-31 kg. Momentum relativistiknya kita peroleh dengan menggunakan p = γm0v = m0v[1 – (v/c)2]–1/2 (p = momentum relativistik) maka (a) Jika v = 0,6c p = (9,1 x 10-31 kg)(0,6 x 3 x 108)[1 – (0,6c/c)2]–1/2 p = 2,0475 x 10-22 kgm/s (b) v = 0,8c p = (9,1 x 10-31 kg)(0,8 x 3 x 108)[1 – (0,8c/c)2]–1/2 p = 3,64 x 10-22 kgm/s Soal 2 Pada kelajuan berapakah momentum sebuah partikel satu persen lebih tinggi daripada momentum klasiknya (momentum menurut fisika klasik)?
atau p = p0 + 1%p0 = 1,01p0, maka p = p0[1 – (v/c)2]1–1/2 dengan p0 = m0v = momentum klasik, maka 1,01p0 = p0[1 – (v/c)2]–1/2 (1,01)2 = [1 – (v/c)2]–1 1/(1,01)2 = 1 – (v/c)2 (v/c)2 = 1 – 0,980296 = 0,019704 v ≈ 0,14c Soal 3 Sebuah partikel bergerak dengan kelajuan v = 15c/17 dengan c = kecepatan cahaya. Tentukan hubungan antara: (a) massa relativistik dan massa diam partikel, (b) energi relativistik dan energi diam partikel dan (c) energi kinetik dan energi diam partikel. Jawab: Diketahui: kelajuan partikel v = 15c/17, Kita menghitung γ terlebih dahulu γ = 1/[1 – (v/c)2]1/2 = [1 – (v/c)2]–1/2 = [1 – (15c/17c)2]–1/2 γ = 17/8 (a) hubungan antara m dan m0 m = γm0 m = 17m0/8 (b) hubungan antara E (energi relativistik) dan E0 (energi diam) E = γE0 E = 17E0/8 (c) energi kinetik EK dan energi diam partikel E0 EK = E – E0 EK = E0(γ – 1) = E0(17/8 – 1) EK = 9E0/8 Soal 4 Sebuah proton (massa diam = 1,7 x 10-27 kg) bergerak relativistik hingga massanya menjadi 5/4 kali massa diamnya. Berapakah energi kinetik proton tersebut (nyatakan dalam joule). Jawab: Diketahui: massa diam proton m0 = 1,7 x 10-27 kg, massa relativistik m = 5m0/4. Energi kinetik proton kita peroleh dengan menggunakan persamaan EK = (m – m0)c2 = (5m0/4 – m0)c2 EK = m0c2/4 = (1,7 x 10-27 kg)(3,0 x 108 m/s)2/4 EK = 3,825 x 10-11 J Soal 5 Sebuah elektron bergerak dengan kecepatan 0,8c. Hitung energi diam, energi total dan energi kinetik elektron tersebut dalam eV. (c = 3 x 108 m/s, massa diam elektron = 9,11 x 10-31 kg) Jawab: Diketahui: kecepatan elektron v = 0,8c, massa elektron m0 = 9,11 x 10-31 kg, Energi diam elektron adalah E = m0c2 = (9,11 x 10-31 kg)(3,0 x 108 m/s)2 = 8,199 x 10-14 J = 8,199 x 10-14 J/(1,6 x 10-19 C) E = 512437,5 eV = 512 keV Energi total elektron adalah E = γE0 Nilai γ adalah γ = 1/[1 – (v/c)2]1/2 = [1 – (v/c)2]–1/2 = [1 – (0,8c/c)2]–1/2 γ = 5/3 maka E = (5/3)(8,199 x 10-14 J) = 1,3665 x 10-13 J = 1,3665 x 10-13 J/(1,6 x 10-19 C) E = 854062,5 eV = 854 keV Energi kinetik elektron adalah EK = E – E0 = 5,466 x 10-14 J = 5,466 x 10-14 J/(1,6 x 10-19 C) EK = 341625 eV = 342 keV Page 2
Tentang Fisika-Ok3 (FO3) Web ini diperuntukkan untuk semua orang kususnya pada peserta didik SMP dan SMA dan mahasiswa fisika yang membutuhkan variasi sumber belajar. Web ini dapat berfungsi sebagai pelengkap dari buku atau materi fisika, soal-soal fisika dan penyelesaiannya, dan soal latihan fisika untuk ulangan dan Ujian Nasional yang telah disediakan oleh guru/dosen di sekolah/kampus. www.fisika-ok3.com yang berisi tentang konsep ilmu fisika. Kami berusaha untuk menyajikan sebanyak-banyaknya konsep ilmu fisika bagi pembaca, agar web ini dapat bermanfaat bagi pembaca yang mengunjungi web ini. Ini semua kami lakukan agar FO3 untuk mendapat tempat di hati pembaca, sebagai media pencerah bagi kita semua yang cinta akan ilmu pengetahuan Ilmu fisika. Kami juga berharap, kehadiran web ini akan bisa membantu meningkatkan penguasaan serta pengetahuan tentang ilmu Fisika. Mari kita terus belajar, membaca, dan menerapakan konsep-konsep fisika yang disajikan dalam www.fisika-ok3.com demi kemajuan bersama, Tuhan memberkati!
© PT Zona Edukasi Nusantara, 2021. Kebijakan Privasi Ketentuan Penggunaan |
Massa diam sebuah elektron yang bergerak dengan kecepatan 0,8 c adalah mo. energi kinetiknya adalah
Pos Terkait
Copyright © 2024 apacode Inc.
