TRIBUNNEWS.COM - Simak kunci jawaban Fisika kelas 12 halaman 150 151 Kurikulum Merdeka dalam artikel berikut ini.

Mata pelajaran Fisika kali ini membahas Bab 7: Relativitas. 

Kunci jawaban Fisika Kelas 12 Kurikulum Merdeka dalam artikel ini bisa menjadi referensi atau panduan siswa dalam belajar. 

Kunci jawaban Fisika Kelas 12 Halaman 150 151

Bab 7 Relativitas: Ayo Cermati 

1. Jika kalian berjalan dengan kecepatan 0,8 km/jam menyusuri lorong menuju bagian depan kereta api yang bergerak dengan kecepatan 60 km/jam, maka berapakah kecepatan kalian relatif terhadap tanah?

2. Cahaya membutuhkan waktu untuk merambat sepanjang lintasan dari satu titik ke titik lainnya. Jika jalur ini terlihat lebih panjang karena gerakan, apa yang terjadi dengan waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh jalur yang lebih panjang ini?

3. Sebuah roket A berkecepatan tinggi dilengkapi dengan sumber cahaya yang berkedip. Jika frekuensi kedipan yang terlihat pada roket B yang bergerak mendekat roket A pada jarak tertentu adalah dua kali frekuensi kedipan, maka:
a. berapakah perubahan periode (selang waktu antara kedipan)?
b. apakah periode ini konstan jika kecepatan relatif konstan?
c. apakah periode ini tetap jika gerak dipercepat?
d. jelaskan jawaban kalian.

4. Seorang penumpang di bus ekspres antar planet yang melaju dengan kecepatan 0,99 c membutuhkan waktu tidur siang selama 5 menit, menurut arlojinya.

Tunjukkan bahwa tidurnya dari sudut pandang planet tetap berlangsung selama 35 menit.

Baca juga: Kunci Jawaban Fisika Kelas 12 Halaman 14 Kurikulum Merdeka Bab 1: Ayo Berlatih

Kunci Jawaban

1. Untuk menghitung kecepatan relatif terhadap tanah, kita dapat menggunakan rumus kecepatan relatif antara dua benda yang bergerak satu sama lain. Rumusnya adalah:

Vrelatif = Vkereta - Vpengamat

Di sini:

- Vrelatif adalah kecepatan relatif terhadap tanah

 - Vkereta adalah kecepatan kereta api, yaitu 60 km/jam

- Vpengamat adalah kecepatan pengamat, yaitu 0,8 km/jam.

Substitusi nilai ke dalam rumus:

Vrelatif = 60 km/jam - 0,8 km/jam

Vrelatif = 59,2 km/jam

Jadi, kecepatan Anda relatif terhadap tanah adalah 59,2 km/jam.

2. Fenomena yang Anda sebutkan terkait dengan konsep relativitas waktu dalam teori relativitas khusus yang dikembangkan oleh Albert Einstein.

Menurut teori ini, waktu dapat mengalami dilatasi atau kontraksi tergantung pada gerakan objek yang diamati.

Dalam konteks pergerakan, waktu dapat berubah untuk pengamat yang bergerak relatif terhadap objek yang diamati.

Jika sebuah objek bergerak dengan kecepatan yang mendekati kecepatan cahaya, efek dilatasi waktu terjadi.

Ini berarti waktu yang diukur oleh pengamat yang bergerak akan terasa lebih lambat daripada waktu yang diukur oleh pengamat yang diam terhadap objek tersebut.

Dengan kata lain, jika jalur yang ditempuh oleh cahaya terlihat lebih panjang karena gerakan objek, waktu yang dibutuhkan cahaya untuk menempuh jalur tersebut, saat diukur oleh pengamat yang bergerak, akan tampak lebih lama daripada waktu yang diukur oleh pengamat yang diam terhadap objek tersebut.

 Ini adalah fenomena relativitas waktu, yang menunjukkan bahwa waktu tidak selalu bersifat absolut dan dapat dipengaruhi oleh gerakan relatif antara pengamat dan objek yang diamati.

3. a. Perubahan periode (selang waktu antara kedipan) dapat dihitung dengan menggunakan efek Doppler. Jika frekuensi kedipan yang terlihat pada roket B yang bergerak mendekat roket A adalah dua kali frekuensi kedipan, maka perubahan periode dapat dihitung dengan rumus:

f' = f/ 1 + {v}/{c}, di mana:

- f' adalah frekuensi yang diamati

- f adalah frekuensi sumber (pada roket A)

- v adalah kecepatan relatif antara dua roket, dan

- c adalah kecepatan cahaya.

Jadi, perubahan periode dapat dihitung sebagai (∆T = T - T'} / {T}, di mana T adalah periode sumber (pada roket A) dan T' adalah periode yang diamati (pada roket B).

b. Jika kecepatan relatif konstan, periode tidak akan konstan.

Ini disebabkan oleh efek Doppler yang mengubah frekuensi yang diamati berdasarkan kecepatan relatif antara pengamat dan sumber cahaya.

c. Jika gerak dipercepat, periode juga tidak akan tetap.

Ketika kecepatan relatif antara dua roket berubah, efek Doppler akan mengubah frekuensi yang diamati, dan oleh karena itu, periode juga akan berubah.

d. Jadi, kesimpulannya, perubahan periode (a) tergantung pada kecepatan relatif antara roket A dan B, dan periode (b) dan (c) tidak tetap jika kecepatan relatif berubah.

4. Tentu, kita dapat menggunakan relativitas khusus untuk memahami perbedaan waktu.

Dari sudut pandang planet, dilakukan transformasi waktu Lorentz dengan faktor γ, di mana γ = 1/√(1 - v²/c²), v adalah kecepatan relatif penumpang (0,99c), dan c adalah kecepatan cahaya.

Dengan menghitung, kita dapat menunjukkan bahwa 5 menit tidur siang penumpang dihitung menjadi sekitar 35 menit dari sudut pandang planet.

Disclaimer:

- Kunci jawaban Fisika di atas hanya digunakan oleh orang tua atau wali untuk memandu proses belajar anak.

- Sebelum melihat kunci jawaban, pastikan anak mengerjakan sendiri terlebih dahulu.

(Tribunnews.com/Rinanda)