Seorang ilmuwan yang bermimpi untuk mengeksplorasi galaksi lain telah berhasil

Berikut ini adalah pertanyaan dari kaama pada mata pelajaran Fisika untuk jenjang Sekolah Menengah Atas

Seorang ilmuwan yang bermimpi untuk mengeksplorasi galaksi lain telah berhasil membangun sebuah pesawat luar angkasa yang dapat melaju dengan kecepatan maksimum 99,99% kecepatan cahaya. Pesawat tersebut memiliki ruangan yang dilengkapi dengan segala fasilitas yang diperlukan untuk menjaga kenyamanan dan kebutuhan manusia selama perjalanan yang panjang. Salah satu awak pesawat adalah seorang ahli fisika yang sangat memahami teori relativitas khusus.Ketika pesawat masih diam, awak pesawat tersebut melakukan beberapa percobaan untuk menguji efek relativitas yang mungkin terjadi selama perjalanan. Awak pesawat tersebut mengamati benda-benda yang terletak di dalam pesawat dan mengukur waktu yang dibutuhkan oleh benda-benda tersebut untuk melakukan satu putaran lengkap. Setelah itu, pesawat tersebut dipercepat dengan percepatan konstan selama 30 detik hingga mencapai kecepatan 99% kecepatan cahaya. Setelah mencapai kecepatan tersebut, pesawat akan terus melaju dengan kecepatan konstan.

Pada saat pesawat mencapai kecepatan maksimum, awak pesawat mulai melakukan beberapa pengamatan. Awak pesawat tersebut mengamati jam di pesawat tersebut dan membandingkannya dengan jam di Bumi yang terhubung dengan satelit. Awak pesawat tersebut juga mengamati objek yang terletak di luar pesawat dan mengukur waktu yang dibutuhkan oleh objek tersebut untuk bergerak dari satu titik ke titik lainnya.

Pertanyaan: Apa efek relativitas yang mungkin terjadi selama perjalanan pesawat tersebut? Apakah ada perbedaan antara waktu yang diukur oleh awak pesawat di dalam pesawat dan waktu yang diukur oleh jam di Bumi? Apakah awak pesawat dapat mengamati perbedaan pada objek yang terletak di luar pesawat?

Jawaban dan Penjelasan

Berikut ini adalah pilihan jawaban terbaik dari pertanyaan diatas.

Jawaban:

Jadi Efek relativitas yang mungkin terjadi selama perjalanan pesawat adalah perubahan waktu dan kontraksi panjang. Menurut teori relativitas khusus, waktu akan terasa berjalan lebih lambat di dalam pesawat yang bergerak dengan kecepatan yang sangat tinggi jika dibandingkan dengan waktu di luar pesawat atau di Bumi. Hal ini disebut dengan time dilation. Selain itu, benda-benda yang bergerak dengan kecepatan tinggi akan mengalami kontraksi panjang dalam arah geraknya. Hal ini berarti benda tersebut akan terlihat lebih pendek dari yang seharusnya jika dilihat dari sudut pandang yang diam.

Dengan demikian, ada perbedaan antara waktu yang diukur oleh awak pesawat di dalam pesawat dan waktu yang diukur oleh jam di Bumi. Waktu di dalam pesawat akan terasa berjalan lebih lambat, sementara waktu di Bumi akan tetap berjalan normal. Ini berarti bahwa jika pesawat tersebut melakukan perjalanan selama beberapa tahun, ketika pesawat tersebut kembali ke Bumi, waktu di Bumi akan lebih cepat berjalan dibandingkan dengan waktu di dalam pesawat.

Awak pesawat dapat mengamati perbedaan pada objek yang terletak di luar pesawat. Karena benda-benda yang bergerak dengan kecepatan tinggi akan mengalami kontraksi panjang, maka objek yang terlihat oleh awak pesawat akan terlihat lebih pendek dari ukuran sebenarnya jika dilihat dari sudut pandang yang diam. Selain itu, karena waktu di dalam pesawat berjalan lebih lambat, maka awak pesawat dapat melihat bahwa waktu di luar pesawat berjalan lebih cepat dibandingkan dengan waktu di dalam pesawat. Hal ini dapat diamati dari pergerakan objek di luar pesawat yang terlihat lebih cepat dari yang seharusnya jika dilihat dari sudut pandang yang diam.

Semoga dengan pertanyaan yang sudah terjawab oleh Epictetus dapat membantu memudahkan mengerjakan soal, tugas dan PR sekolah kalian.

Apabila terdapat kesalahan dalam mengerjakan soal, silahkan koreksi jawaban dengan mengirimkan email ke yomemimo.com melalui halaman Contact

Last Update: Thu, 22 Jun 23