Cek Kunci Jawaban Fisika Kelas 12 SMA/MA Kurikulum Merdeka, Bab 7: Relativitas, Halaman 142

TRIBUNWOW.COM - Simak Kunci Jawaban Fisika Kelas 12 SMA/MA Kurikulum Merdeka, Bab 7: Relativitas, Ayo Bernalar Kritis, Halaman 142, tentang ruang & waktu, serta relativitas khusus dan relativitas khusus.

Soal ini terdapat pada buku pelajaran Fisika Kelas 12 SMA/MA Kurikulum Merdeka ditulis oleh Lia Laela Sarah dan Irma Rahma Suwarma, karya Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi 2022, dan dipublish dalam laman Kemdikbud, dengan nomor ISBN 978-623-472-722-7.

Setelah mempelajari bab 7 ini, diharapkan siswa dapat membedakan fenomena gerak pada suatu kerangka referensi, mengorelasikan postulat Einstein tentang relativitas khusus yang pertama dan kedua.

Mengenai gerak relatif melalui berbagai fenomena dalam kehidupan sehari-hari, dan menganalisis besaran fisis dampak teori relativitas E instein pada, dilatasi waktu, penambahan kecepatan, dan pengerutan panjang.

Kunci Jawaban ini dapat digunakan sebagai panduan orang tua mendampingi anak dalam belajar.

Sebelum melihat kunci jawaban, siswa harus mengerjakan sendiri soal-soal yang ada secara mandiri terlebih dahulu.

Baca juga: Kunci Jawaban Buku Geografi Kelas 11 SMA Kurikulum Merdeka Bab 2 Halaman 109 110, Soal Pilihan Ganda

Ayo, Bernalar Kritis!

Apa yang dimaksud dengan ruang dan waktu?

Jika kalian  memandang bintang yang terjauh, pernahkah kalian merasa  bahwa bintang yang kita lihat paling jauh adalah bintang yang  paling lama kita lihat?

Mengapa hal itu terjadi?

Jika kalian menjadi seorang astronot dan pergi ke luar angkasa  selama 10 tahun, apakah saat kembali ke bumi penambahan usiamu akan sama dengan temanmu yang tinggal di bumi?

Jawaban

Apa yang Dimaksud dengan Ruang dan Waktu?

Ruang dan waktu adalah dua konsep fundamental dalam fisika yang digunakan untuk memahami posisi, gerak, dan kejadian di alam semesta.

1. Ruang: Ruang adalah dimensi fisik tempat benda-benda berada dan bergerak.

Dalam tiga dimensi, ruang meliputi panjang, lebar, dan tinggi. 

Ruang memungkinkan kita untuk mendefinisikan posisi relatif benda-benda di alam semesta. 

Dalam fisika modern, ruang tidak bersifat mutlak, melainkan dapat melengkung dan berubah bentuk sesuai dengan pengaruh gravitasi, seperti yang dijelaskan dalam teori relativitas Einstein.

2. Waktu: Waktu adalah dimensi yang mengatur urutan kejadian, apa yang terjadi dahulu dan apa yang terjadi kemudian. 

Waktu memberikan struktur kronologis pada kejadian dan menjadi kerangka acuan untuk mengukur durasi. 

Seperti ruang, waktu juga tidak mutlak; ia dapat melambat atau mempercepat tergantung pada kecepatan relatif suatu objek atau medan gravitasi yang dialami.

Bintang yang Kita Lihat adalah Masa Lalunya

Ketika kita melihat bintang yang sangat jauh, kita sebenarnya sedang melihat cahayanya dari masa lalu. 

Ini terjadi karena cahaya membutuhkan waktu untuk melakukan perjalanan dari bintang tersebut ke mata kita. 

Fenomena ini disebabkan oleh kecepatan cahaya yang terbatas, yaitu sekitar 300.000 kilometer per detik di ruang vakum.

Misalnya:

Jika sebuah bintang berjarak 4 tahun cahaya dari bumi, cahaya yang kita lihat hari ini adalah cahaya yang berangkat dari bintang tersebut 4 tahun yang lalu.

Jika sebuah galaksi berjarak 1 miliar tahun cahaya, cahaya yang kita lihat hari ini adalah hasil emisi dari galaksi itu 1 miliar tahun yang lalu.

Mengapa Hal Ini Terjadi?

Fenomena ini terjadi karena cahaya, meskipun bergerak sangat cepat, memerlukan waktu untuk menjangkau jarak yang luar biasa besar di alam semesta. 

Dalam pengamatan astronomi, semakin jauh sebuah objek, semakin lama waktu yang diperlukan cahaya dari objek tersebut untuk mencapai kita. 

Akibatnya:

a. Melihat Masa Lalu: Ketika kita mengamati bintang atau galaksi yang jauh, kita sebenarnya melihat seperti apa objek tersebut di masa lalu, bukan seperti apa objek itu saat ini.

b. Jendela ke Sejarah Alam Semesta: Dengan mengamati objek yang sangat jauh, kita juga dapat mempelajari sejarah alam semesta, seperti pembentukan galaksi atau bahkan jejak awal Big Bang.

Kesimpulan:

Bintang yang kita lihat paling jauh adalah bintang yang cahayanya membutuhkan waktu paling lama untuk mencapai kita, sehingga kita melihatnya seperti apa adanya di masa lalu. 

Fenomena ini menunjukkan bagaimana ruang dan waktu saling terkait dalam memahami alam semesta.

Melalui pengamatan bintang-bintang jauh, kita sebenarnya sedang "melihat ke belakang dalam waktu" dan menjelajahi sejarah kosmos.

Baca juga: Simak Kunci Jawaban Soal Sejarah untuk SMA Kelas 12 Asesmen Bab 3 Halaman 137-139

Jika kalian menjadi seorang astronot dan pergi ke luar angkasa  selama 10 tahun, apakah saat kembali ke bumi penambahan usiamu akan sama dengan temanmu yang tinggal di bumi ?

Tidak, penambahan usia seorang astronot yang pergi ke luar angkasa selama 10 tahun tidak akan sama dengan teman yang tinggal di Bumi. 

Fenomena ini dijelaskan oleh teori relativitas khusus dan teori relativitas umum Albert Einstein.

Mengapa Penambahan Usia Berbeda?

A. Relativitas Khusus: Efek Dilatasi Waktu

Jika astronot bepergian dengan kecepatan yang sangat tinggi (mendekati kecepatan cahaya), maka waktu bagi astronot akan berjalan lebih lambat dibandingkan dengan orang yang diam di Bumi. 

Fenomena ini disebut dilatasi waktu relativistik. 

Dengan kata lain, dari sudut pandang teman yang tinggal di Bumi, waktu astronot "melambat", sehingga usia astronot akan bertambah lebih sedikit.

Contoh:

Jika astronot bepergian dengan kecepatan mendekati 90 persen kecepatan cahaya selama 10 tahun, dari sudut pandang teman di Bumi, mungkin hanya beberapa tahun yang berlalu bagi astronot. 

Jadi, astronot akan kembali lebih muda daripada teman yang tinggal di Bumi.

B. Relativitas Umum: Efek Gravitasi terhadap Waktu

Selain itu, jika astronot berada dalam lingkungan gravitasi yang lebih lemah (misalnya, jauh dari planet atau bintang besar), waktu juga akan berjalan lebih cepat dibandingkan dengan orang yang berada di lingkungan gravitasi lebih kuat (seperti Bumi). 

Sebaliknya, jika astronot mendekati objek dengan gravitasi sangat besar (misalnya, mendekati lubang hitam), waktu akan berjalan lebih lambat untuk astronot dibandingkan dengan orang di Bumi.

Eksperimen dan Contoh Nyata

Fenomena ini bukan sekadar teori; efek dilatasi waktu telah dibuktikan melalui eksperimen:

Jam Atom: Dalam eksperimen menggunakan pesawat terbang, jam atom yang terbang dengan kecepatan tinggi menunjukkan waktu yang sedikit lebih lambat dibandingkan dengan jam yang diam di Bumi.

Astronot di Stasiun Luar Angkasa: Astronot yang tinggal di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS) mengalami dilatasi waktu dalam skala kecil karena mereka bergerak dengan kecepatan tinggi relatif terhadap Bumi.

Waktu mereka bertambah sekitar 0,01 detik lebih lambat setiap 6 bulan dibandingkan dengan orang di Bumi.

Kesimpulan

Jika kamu menjadi astronot dan melakukan perjalanan ke luar angkasa dengan kecepatan sangat tinggi atau berada jauh dari pengaruh gravitasi Bumi selama 10 tahun.

Ketika kembali ke Bumi, usiamu akan lebih muda dibandingkan dengan temanmu yang tinggal di Bumi. 

Ini karena waktu bagimu di angkasa berjalan lebih lambat dibandingkan dengan waktu di Bumi, sesuai dengan teori relativitas Einstein.

Disclaimer:

Artikel ini hanya ditujukan kepada orang tua untuk memandu proses belajar anak.

Sebelum melihat kunci jawaban, pastikan siswa mengerjakan soal secara mandiri terlebih dahulu.

(TribunWow.com/Peserta Magang dari Universitas Sebelas Maret/Ni Putu Marcilla)

Baca berita menarik lainnya di Google News.