Rumus E = mc² dalam Fisika

Dec 16, 2024

Catatan Kuliah tentang Rumus E = mc²

Pengantar

  • Rumus E = mc² adalah salah satu persamaan fisika yang terkenal, dirumuskan oleh Albert Einstein.
  • Merupakan simbol kejeniusan dalam fisika.

Makna dari E = mc²

  • E: Energi
  • m: Masa
  • c: Kecepatan cahaya (300.000 km/detik)
  • Persamaan menjelaskan bahwa massa dapat dikonversi menjadi energi dengan nilai yang sangat besar.

Contoh Konversi Massa ke Energi

  • Contoh: 10 gram kapur dapat menghasilkan 898 juta megajoule energi jika diubah sepenuhnya.
  • Menunjukkan betapa besar energi yang dapat dihasilkan dari massa yang kecil.

Tantangan dalam Mengubah Massa menjadi Energi

  • Proses konversi massa menjadi energi sangat sulit. Contoh: membakar kertas tidak menghilangkan massa, hanya mengubah keadaan.
  • Massa tetap ada dalam bentuk yang berbeda setelah reaksi.

Solusi: Inti Atom

  • Atom terdiri dari proton, neutron, dan elektron.
  • Pemecahan inti atom (reaksi fisi) dapat menghasilkan energi besar dengan melepaskan sebagian massa.
    • Contoh: uranium 235 ketika ditembak neutron.
  • Reaksi fusi antara hidrogen menjadi helium juga melepaskan energi.

Asal Usul Rumus E = mc²

  • Berasal dari teori relativitas khusus Einstein.
  • Dua postulat utama:
    1. Kecepatan cahaya bersifat konstan.
    2. Tidak ada benda yang dapat bergerak lebih cepat dari kecepatan cahaya.

Konsep Dilatasi Waktu

  • Ketika satu benda bergerak cepat, waktu yang dialaminya akan berkurang (dilatasi waktu).
  • Persamaan dilatasi waktu:
    [ T = \frac{T_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}} ]

Perubahan Relativistis

  • Massa juga berubah relativistis ketika kecepatan benda meningkat.
  • Semakin cepat benda bergerak, semakin besar massa yang dirasakan.

Pembuktian dan Persamaan Energi

  • Persamaan yang dihasilkan dari pengembangan teori relativitas khusus.
  • Energi relativistik dapat disamakan dengan energi diam:
    [ E = mc^2 ]
  • Einstein awalnya ragu namun dibuktikan melalui eksperimen peluruhan atom.

Penutup

  • Diskusi mengenai topik ini memberikan wawasan tentang hubungan antara massa dan energi.
  • Feedback dan permintaan topik selanjutnya diharapkan dari audiens.