Contoh Soal Transformasi Galileo dan Jawaban – Galileo dan Newton telah menggambarkan gerak dari benda-benda terhadap suatu kerangka acuan tertentu. Persamaan transformasi galileo ini menghubungkan pengukuran posisi, waktu, kecepatan dan percepatan dalam sebuah kerangka acuan lembam S dengan pengukuran yang dilakukan pada kerangka acuan S’ yang memiliki kecepatan tetap relatif terhadap S.
Untuk menentukan sebuah peristiwa, kita harus mengetahui di mana peristiwa terjadi dan kapan terjadinya. Kemudian, kita dapat meninjau bagaimana peristiwa tersebut tampak dalam dua kerangka acuan lembam yang berbeda S dan S’ .
1 – 10 Soal Transformasi Galileo dan Jawaban
1. Seorang penumpang kereta yang sedang berjalan dengan kecepatan 20 m/s melintasi seorang pria yang sedang berdiri diperon stasiun pada t’ = t = 0. Sepuluh detik setelah kereta tersebut melewatinya, pria diperon melihat seekor burung yang terbang dengan arah yang sama ke sepanjang lintasan kereta tersebut yang telah pergi sejauh 400 m. seperti apakah koordinat burung tersebut dipandang dari sisi penumpang kereta?
Pembahasan
2. Seorang pengamat yang diam terhadap bumi, mengamati peristiwa tumbukan. Sebuah partikel bermassa m1 = 5 kg bergerak dengan kecepatan u1 = 2 m/s disepanjang sumbu x mendekati partikel kedua bermassa m2 = 1 kg yang bergerak dengan kecepatan u2 = -4 m/s disepanjang sumbu x. Setelah terjadi tumbukan, pengamat menemukan bahwa m2 memiliki kecepatan 4 m/s disepanjang sumbu x. Tentukan kecepatan m1 setelah tumbukan!
Pembahasan
3. Sebuah mobil tanpa atap bergerak dengan kecepatan 200 kaki/s dan membawa seorang anak perempuan yang sedang melemparkan sebuah bola keatas dengan kecepatan 10 kaki/s. tulislah persamaan gerak (posisi sebagai fungsi waktu) untuk bola tersebut jika diamati oleh :
a. Si anak perempuan
b. Seorang pengamat yang sedag berdiri dipinggir jalan.
Penyelesaian
4. Percobaan Michelson – morley menggunakan sebuah interferometer dengan lengan-lengan sepanjang 12 m dan cahaya sodium dengan panjang gelombang 5900 Å. Percobaan tersebut akan menyingkap perubahan sebanyak 0,005 pinggiran. Berapakah batas teratas yang dapat dihasilkan oleh kenihilan yang menempatkan kecepatan bumi eter? Jika diketahui ΔN adalah 0,005.
Penyelesaian
5. Dari soal nomor 2, pengamat kedua O’, yang sedang berjalan disepanjang sumbu x dengan kecepatan 2 m/s relatif terhadap bumi mengamati peristiwa tumbukan yang dijelaskan dalam soal nomor 2 diatas. Bagaimanakah pengamatannya terhadap momentum system tersebut sebelum dan sesudah tumbukan?
Pembahasan
Dengan demikian, melalui transformasi galileo tersebut O’ mendapati bahwa besar momentum itu adalah tetap
Simak Juga : Soal Efek Compton
6. Koordinat ruang waktu untuk dua kejadian yang diukur oleh pengamat O adalah X1 = 6 x 104 m, Y1 = Z1 = 0 m, t’1 = 2 x 104 s dan X2 = 12 x 104 m, Y2 = Z2 = 0 m, t2 = 1 x 10-4 Berapakah seharusnya kecepatan O’ terhadap O jika O’ mendapati kedua kejadian tersebut berlangsung secara simultan?
Pembahasan :
7. Ketika diamati oleh O, sebuah lampu kilat diaktifkan dititik x = 200 km, y = 40 km, z = 5 km pada t = 8 x 10-4 bagaimana koordinat x’,y’,z’ dan t’ dari kejadian ini jika dipandang oleh pengamat kedua O’, yang bergerak relatif terhadap O dengan kecepatan -0,8 c disepanjang sumbu x-x’?
Pembahasan
Menurut transformasi lorentz
8. Sebutkan postulat pertama dan postulat kedua Einstein!
Pembahasan
Postulat ke-1 relativitas khusus : “ Hukum-hukum fisika memiliki bentuk yang sama pada semua kerangka acuan yang bergerak dengan kecepatan tetap ( kerangka acuan inersial ) ”.
Postulat ke-2 relativitas khusus : “ Cahaya merambat melalui ruang hampa dengan cepat rambat c = 3,0 x 108 m/s, dan kelajuan cahaya tak bergantung pada kelajuan sumber cahaya maupun kelajuan pengamatnya ”.
9. Mengacu pada soal nomor 1, lima detik setelah membuat pengukuran koordinat pertama, pria yang berada diperon menandai bahwaburung tersebut pergi sejauh 450 m. berapakah kecepatan burung (asumsikan konstan) terhadap pria peron dan penumpang kereta.
Penyelesaian
10. Anggaplah bahwa sebuah partikel bergerak relatif terhadap O’ dengan kecepatan konstan sebesar c/2 dibidang x’,y’ sedemikin hingga lintasannya membentuk 60° terhadap sumbu x’. Jika kecepatan O’ terhadap O adalah 0,6 c disepajang sumbu x-x’, carilah persamaan gerak partikel tersebut jika ditinjau dari sudut pandang O.
Penyelesaian
Persamaan-persamaan gerak yang ditentukan oleh O’ adalah
Download soal transformasi galileo
Sudah selesai membaca dan berlatih soal transformasi galileo ini ? Ayo lihat dulu Daftar Soal Fisika lainnya
