E = mc²: Pemahaman dan Proses Einstein

Pengantar

• E = mc² adalah persamaan terkenal yang dirumuskan oleh Albert Einstein.
• Persamaan ini sering muncul di berbagai tempat termasuk pakaian dan papan tulis.

Arti dari E = mc²

• E: Energi
• m: Massa
• c: Kecepatan cahaya (300.000 km/s atau 300 juta meter/s)
• Dengan c², energi yang dihasilkan sangat besar ketika massa dikonversi menjadi energi.
• Contoh: 10 gram kapur memiliki energi setara dengan 214 kiloton bom (Hiroshima).

Konversi Massa ke Energi

• Sulit untuk mengubah massa menjadi energi murni.
• Pembakaran kertas mengubah bentuk massa, namun total massa tetap sama.
• Solusi: Reaksi dalam inti atom (reaksi fisi dan fusi).
  • Fisi: Uranium-235 atau Plutonium yang ditembaki neutron.
  • Fusi: Hidrogen bergabung menjadi Helium.
  • Bom atom didasarkan pada reaksi ini.

Perumusan oleh Einstein

• E = mc² berasal dari Teori Relativitas Khusus Einstein.
• Postulat Relativitas Khusus:
  1. Kecepatan cahaya konstan untuk semua pengamat.
  2. Tidak ada benda yang bisa melebihi kecepatan cahaya.

Contoh Pengamatan

• Andi (diam) melihat kecepatan cahaya sebagai c.
• Budi (bergerak 0.5c) juga melihat kecepatan cahaya sebagai c karena kecepatan cahaya konstan.
• Perubahan terjadi pada waktu (dilatasi waktu).
  • Persamaan Dilatasi Waktu: t = t₀ / √(1 - (v² / c²))
  • Semakin cepat bergerak, waktu yang dialami semakin lambat.
  • Tidak hanya waktu, panjang dan massa juga terpengaruh oleh relativitas.

Penurunan Persamaan

• Transformasi ruang-waktu mempengaruhi massa.
• Dengan binomial expansion dan penyederhanaan, ditemukan:
  • mc² = m₀c² + ½m₀v²
  • ½mv² adalah energi kinetik, berarti mc² adalah energi diam (relativistik).
• Persamaan akhir: E = mc²
• Einstein awalnya ragu, namun eksperimen pembuktian (peluruhan atom) mendukung ini.

Penutup

• Penjelasan ini diharapkan cukup jelas.
• Jika ada topik atau permintaan lain, silakan tulis di komentar.
• Terima kasih.