Catatan Kuliah: E = mc² dan Teori Relativitas Einstein

Pendahuluan

• Rumus E = mc² adalah salah satu rumus fisika paling terkenal di dunia.
• Dirumuskan oleh Albert Einstein dan dianggap simbol kejeniusan.
• Penting untuk memahami arti dari rumus ini dan proses perumusan oleh Einstein.

Definisi dari Rumus E = mc²

• E: Energi
• m: Massa
• c: Kecepatan cahaya (300.000 km/detik)
• Rumus menunjukkan bahwa massa yang sangat kecil dapat dikonversi menjadi energi yang sangat besar.
• Contoh: 10 gram massa (kapur) bisa diubah menjadi 898 juta megajoule energi.

Konversi Massa Menjadi Energi

• Mengubah massa menjadi energi adalah hal yang sangat sulit.
• Contoh: Ketika kertas dibakar, massa tidak hilang, hanya berubah bentuk.
• Energi yang besar bisa diperoleh dari inti atom.

Struktur Atom

• Atom terdiri dari proton, neutron, dan elektron.
• Inti atom memiliki kekuatan positif (proton) dan netral (neutron).
• Reaksi fisi: Memecah inti atom (misal: uranium-235) menghasilkan energi besar.
• Reaksi fusi: Hidrogen bergabung menjadi helium juga menghasilkan energi besar.

Proses Perumusan oleh Einstein

• Persamaan E = mc² berasal dari teori relativitas khusus.
• Postulat penting:
  • Kecepatan cahaya bersifat konstan.
  • Tidak ada benda yang bisa melebihi kecepatan cahaya.
• Dilatasi waktu: Waktu yang dialami oleh benda yang bergerak cepat akan berbeda.

Faktor Lorentz

• T = T0 / √(1 - v²/c²)
• Semakin cepat benda bergerak, waktu yang dialami akan lebih lambat.

Relativitas Massa

• Massa juga akan mengalami perubahan relativistis.
• Dengan kecepatan mendekati cahaya, massa menjadi semakin besar.
• Rumus yang disederhanakan menunjukkan hubungan antara massa dan energi.

Kesimpulan

• Rumus E = mc² adalah hasil asumsi dan matematis yang tepat oleh Einstein.
• Dengan bukti eksperimen, seperti peluruhan atom, perumusan ini terbukti valid.

Penutup

• Diskusi tentang teori relativitas dan E = mc² mungkin masih kompleks, namun penting untuk dipahami.
• Diskusikan topik ini lebih lanjut jika ada pertanyaan.