Kontraksi Panjang: Roket Relativistik

1 · Memprediksi

Sebuah roket sepanjang 10 meter terbang melewati Anda dengan kecepatan tinggi. Apakah Anda mengukur panjangnya tepat 10 meter, lebih panjang, atau lebih pendek dari itu?

• Sama halnya dengan 10 meter — panjangnya tidak bergantung pada gerak relatif.
• Panjangnya lebih dari 10 meter.
• Lebih pendek — panjang suatu benda sepanjang arah geraknya tampak menyusut terhadap pengamat yang melewatinya.

2 · Pengaturan

1. Buka preset length-contraction-rocket dan tekan Reset. Panjang sebenarnya roket ( kerangka diam ) ditetapkan pada 10 m; kecepatannya adalah β = 0.9.
2. Aktifkan pembacaan faktor Lorentz dan panjang terkontraksi.
3. Atur kecepatan roket untuk setiap percobaan dan catat panjang terkontrasinya yang diukur dari kerangka acuan (stasioner) Anda.

3 · Kumpulkan Data

Plot panjang kontrak L (sumbu y) terhadap β (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah nilainya menurun tajam ketika β mendekati 1?

4 · Analisis

1. Untuk satu percobaan, hitung γ = 1/√(1 − β²), lalu L = L_proper/γ dengan menggunakan panjang proper 10 m (kerangka diam). Bandingkan keduanya dengan tabel.
2. Jelaskan mengapa kontraksi panjang hanya mempengaruhi dimensi SEPANJANG arah geraknya — lebar dan tinggi roket (tegak lurus terhadap kecepatannya) tidak berubah, hanya panjangnya yang memendek.

5 · Perluas

1. Sama seperti dilatasi waktu, kontraksi panjang bersifat simetris: dari kerangka pilot roket, Bumi (dan segala sesuatu di atasnya) tampak berkontraksi sepanjang arah gerak relatif, sedangkan roket itu sendiri mengukur panjang normal 10 m. Jelaskan mengapa ini bukan kontradiksi.
2. Roket percobaan ini yang bergerak pada β = 0.9 memiliki γ ≈ 2.29 — artinya panjangnya dikompresi oleh faktor tersebut DAN, jika membawa sebuah jam, jam tersebut akan berjalan lambat (dilatasi waktu) dengan faktor yang sama. Jelaskan mengapa pelebaran waktu dan kontraksi panjang sebenarnya merupakan dua sisi geometri dasar ruangwaktu yang sama.

Fisika di Balik Eksperimen Ini

← Kembali ke eksperimen

138 Lembar Kerja Laboratorium Fisika Gratis yang Bisa Dicetak