LATAR BELAKANG SEJARAH TEORI RELATIVITAS KHUSUS

TRANSFORMASI GALILEAN

•         < 1900 mekanika Newton merupakan teori yang cukup sukses dalam menjelaskan permasalahan dinamika partikel/benda saat itu.

•         Dalam mekanika Newton ada suatu kerangka khusus yang disebut  kerangka inersial dimana Hukum Newton mempunyai bentuk yang sama dalam kerangka tersebut.

•         Kerangka inersial ini adalah kerangka yang memenuhi Hukum I Newton yaitu sebuah kerangka diam atau bergerak dengan kecepatan konstan relatif terhadap yang lain.

•         Hubungan antara kerangka inersial satu dengan yang lainnya adalah melalui apa yang disebut transformasi Galilean.

TEORI RELATIVITAS KHUSUS

1. POSTULAT RELATIVITAS KHUSUS

•         Hukum fisika bentuknya sama untuk semua kerangka inersial.

•         Laju cahaya dalam vakum adalah tetap tidak bergantung pada gerak pengamat.

2. KONSEKUENSI POSTULAT RELATIVITAS KHUSUS

a.       Dilasi Waktu

     Akibat pertama dari postulat relativitas khusus adalah waktu bersifat relatif, ini ditandai dengan adanya fenomena dilasi waktu. Misalkan tinjau dua kerangka O diam dan O’ bergerak dengan kecepatan konstan V sepanjang sumbu x. Jika Dt₀ adalah waktu yang diukur oleh pengamat di O, maka waktu yang diukur oleh pengamat di O’ relatif terhadap O adalah

            Jadi waktu yang diukur oleh pengamat di O’ lebih lama dibanding pengamat di O adalah

Jadi waktu yang diukur oleh pengamat di O’ lebih lama dibanding pengamat di O.

b.      Kontraksi Panjang

      Analog dengan dilasi waktu, konsekuensi lain adalah kontraksi panjang. Tinjau pula kasus yang sama dengan sebelumnya. Jika L₀ adalah panjang benda yang diukur oleh pengamat di O, maka pengamat di O’ mengukur panjang benda tersebut adalah

     

Jadi panjang yang diukur oleh pengamat di O’ lebih pendek dibanding pengamat di O.

c.       Kesetaraan Massa dan Energi

Konsekuensi lain yang dapat dilihat adalah adanya hubungan kesetaraan antara massa dan energi. Hal ini dapat kita lihat sebagai berikut:

            Jika m₀ adalah massa diam sebuah benda, maka energi total benda tersebut adalah

 

            dan energi kinetiknya adalah

dimana v adalah kecepatan benda tersebut. Jika v = 0  maka K=0, tetapi E ¹ 0. Inilah yang kita sebut sebagai energi diam benda/partikel:

            Jadi sebuah benda bermassa m₀ setara dengan energi sebesar m₀ c².