KUNCI ULANGAN
2. Transformasi Galileo
Jauh sebelum Einstein lahir, Galileo Galilei telah membuat pemikiran tentang relativitas atau yang lebih dikenal dengan transformasi relativitas Galilean. Untuk memahami relativitas galilean tinjaulah kerangka acuan di bawah ini : YB v OB XB ZB YA O XA ZA
Ada dua macam obyek dengan kerangka acuannya masing-masing. Obyek OA dengan kerangka XAYAZA dan obyek OB dengan kerangka XBYBZB. OA melihat OB bergerak dengan kecepatan v ke arah sumbu XB. Jika merunut pada pemikiran Galileo, karena sumbu YA sejajar dengan YB dan sumbu ZA sejajar pula dengan ZB, maka bisa dikatakan YA = YB dan ZA = ZB, sehingga yang perlu diperhatikan hanyalah sumbu XA dan XB, dengan pengamat A di OA dan pengamat B di OB. Tinjau dua pengamat tersebut, OA dan OB yang bergerak relatif satu sama lain dengan kecepatan tetap v. Kecepatan OB relatif terhadap OA adalah v dan
kecepatan OA relatif terhadap OB adalah v. Waktu permulaan t = 0 jadi baik OA maupun OB bersamaan waktunya. Perhatikan diagram berikut.
Menurut Galileo, OA melihat OB bergerak sejauh : XB = XA + vt
Sementara jika dibalik, OB melihat OA bergerak sejauh : XA = XB vt
Perhatikan bahwa baik di OA maupun OB, waktu t senantiasa bernilai sama. Inilah yang dikenal sebagai transformasi Galileo .
Sekarang anggaplah suatu benda ditempatkan pada titik P (lihat gambar 2). Kedua pengamat mendapatkan persamaan kecepatan dan posisi sebagai berikut.
XB = XA + vt
YA = YB
Gambar 2. Wanita A yang diam, laki-laki di atas lori bergerak dengan kecepatan v relatif terhadap A dan buah apel jatuh sebagai obyek titik P
vBx = vAx + v
vAy = vBy
Dimana XA dan YA adalah koordinat titik P diukur oleh pegamat A dan XB dan YB adalah koordinat yang diukur oleh pengamat B. Sedangkan vAx, dan vAy adalah komponen kecepatan P yang diukur oleh A, dan vBx dan vBy adalah komponen kecepatan yang diukur oleh B. Waktu tang diukur t dan v adalah kecepatan relatif kedua pengamat. Persamaan posisi dan kecepatan ditulis dalam bentuk vektor adalah sebagai berikut. Persamaan yang muncul dikenal dengan Transformasi Relativitas Galileo
rB = rA + v t
vB = vA + v
Semua perubahan bentuk persamaan ini dapat dilihat pada diagram berikut:
Dengan demikian galileo berkonsep bahwa tidak ada ruang mutlak yang ada adalah ruang relatif. Isaac Newton dengan mengacu pada transformasi Galileo, juga menolak adanya ruang mutlak. Menurut Newton, sebuah obyek hanya bisa disebut bergerak jika telah terjadi perubahan jarak dengan obyek lain (sembarang obyek) di dunia ini. Jadi yang ada hanya ruang relatif. Namun baik Galileo maupun Newton tetap meyakini adanya waktu mutlak. Yakni waktu bagi seluruh obyek di alam semesta ini adalah identik, tanpa dipengaruhi kedudukan dan kecepatan setiap obyek. Anggapan tentang waktu mutlak inilah yang direvisi oleh Einstein dengan relativitas khususnya.
3. Postulat Einstein Postulat I
Hukum-hukum fisik dapat dinyatakan dengan persamaan yang berbentuk sama, dalam semua kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap satu terhadap yang lain, artinya bentuk persamaan dalam fisika selalu tetap meskipun diamati dari keadaan yang bergerak.
Postulat II
Kelajuan cahaya dalam ruang hampa sama besar untuk semua pengamat, tidak tergantung dari gerak pengamat. Artinya laju cahaya tetap c = 3 108 m/s walaupun diamati oleh pengamat yang diam maupun oleh pengamat yang sedang bergerak, dan tidak ada benda yang kelajuannya = laju cahaya.
4. Transformasi Lorentz
transformasi Lorentz hanya valid untuk kondisi pengamat dan objek yang diam.
III. Model dan Metode Pembelajaran : Model : kooperatif learning
IV. Langkah-langkah pembelajaran :
No. KEGIATAN PEMBELAJARAN WAKTU
1. Kegiatan Awal (Apersepsi) 1. Menuliskan materi pokok.
2. Menyebutkan tujuan pembelajaran. 3. Memberi motivasi dengan pertanyaan
Bagaimana cahaya matahari bisa sampai ke bumi ? Dengan radiasi.
Apakah memerlukan perantara ? Tidak
15 menit
2. Kegiatan Inti :
Peserta didik memperhatikan penjelasan guru mengenai
percobaan Michelson-Morley untuk membuktikan ada-tidaknya eter.
Guru menjelaskan ketidakabsahan penggunaan transformasi Galileo dalam mengukur laju benda yang bergerak mendekati kecepatan cahaya.
Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan postulat Einstein.
Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan kecepatan relatif sebuah benda yang disampaikan oleh guru. Guru memberikan beberapa soal menentukan kecepatan relatif
sebuah benda untuk dikerjakan oleh peserta didik.
Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan.
Peserta didik (dibimbing oleh guru) mendiskusikan syarat terjadinya transformasi Lorentz.
Peserta didik memperhatikan contoh soal menentukan kontraksi Lorentz yang disampaikan oleh guru.
Guru memberikan beberapa soal menentukan kontraksi Lorentz untuk dikerjakan oleh peserta didik.
No. KEGIATAN PEMBELAJARAN WAKTU Guru mengoreksi jawaban peserta didik apakah sudah benar
atau belum. Jika masih terdapat peserta didik yang belum dapat menjawab dengan benar, guru dapat langsung memberikan bimbingan
3. Kegiatan Penutup
a. Guru membantu siswa membuat kesimpulan b. Mengevaluasi siswa dengan memberikan kuis
25 menit
V. Alat / Bahan / Sumber Belajar / Media
Media : PPt tentang relativitas
Sumber : Buku Fisika kelas XII, BSE Diknas
VI. Penilaian :
1. Jenis tagihan :
Tes tertulis : post test / tes akhir 2. Bentuk instrumen :
Uraian singkat
Instrumen Evaluasi : Tes akhir
1. Sebuah pesawat angkasa bergerak dengan kecepatan 0,5 c terhadap pengamat yang diam. Pesawat angkasa ke-dua bergerak dengan kecepatan 0,5 c relatif terhadap pesawat yang pertama. Berapa kecepatan pesawat ke-dua menurut pengamat yang diam ?
2. Seseorang yang bergerak dengan laju 0,8 c melihat orang yang memungut sebuah jam. Menurut pengamatannya orang itu memungut jam dalam tempo 10 detik. Berapa lama waktu itu dirasakan oleh orang yang memungut jam ?
Mengetahui, Palembang, Juli 2014 Kepala MAN 1 Palembang Guru Fisika
H. Kiagus Faisal, S. Ag, M. Pd. I Amalia, M. P fis
RENCANA PELAKSANAAN PEMBELAJARAN
MATA PELAJARAN : FISIKA
KELAS / SEMESTER : XII IPA / Genap
PERTEMUAN KE : 9
ALOKASI WAKTU : 3 x 45’
STANDAR KOMPETENSI : 3. Menganalisis berbagai besaran fisis pada gejala kuantum dan batas-batas berlakunya relativitas Einstein dalam paradigma fisika modern
KOMPETENSI DASAR : 3.3. Memformulasikan teori relativitas khusus untuk waktu, panjang, dan massa, serta kesetaraan massa dengan energi yang diterapkan dalam teknologi
INDIKATOR :
Memformulasikan relativitas khusus untuk massa, panjang dan waktu Menganalisis relativitas panjang, waktu, massa
I. Tujuan Pembelajaran :
Setelah kegiatan pembelajaran selesai, siswa dapat :
1. Menunjukkan perubahan panjang sebuah benda yang bergerak dengan laju mendekati kecepatan cahaya oleh seorang pengamat.
2. Menjelaskan syarat terjadinya dilatasi waktu. 3. Menjelaskan relativitas massa.
II. Materi Ajar :