Gerak benda didefinisikan sebagai berubahnya kedudukan suatu benda terhadap titik acuan. Jadi, untuk menyatakan bahwa benda itu bergerak kita harus memilih suatu titik contoh yang digunakan sebagai patokan. Misalnya, Iwan dan Eka pergi ke Surabaya dengan naik kereta api, berdasarkan pengamat yang bangkit membisu di stasiun menyampaikan Iwan itu bergerak, sedangkan berdasarkan Eka yang duduk di samping Iwan di dalam kereta itu menyampaikan Iwan itu membisu tidak bergerak. Makara dalam hal ini Iwan sanggup dikatakan membisu atau bergerak tergantung pada titik contoh yang dipakai. Apabila kerangka contoh ialah stasiun, dikatakan Iwan bergerak. Akan tetapi, kalau kerangka contoh yang digunakan ialah Eka yang duduk disamping Iwan di dalam kereta api, maka Iwan itu dikatakan diam.
Jadi, benda yang bergerak itu bersifat relatif, yaitu tergantung pada kerangka contoh yang digunakan. Berdasarkan contoh peritiwa di atas maka kerangka contoh sanggup dibedakan menjadi dua yakni kerangka contoh yang membisu dan kerangka contoh yang bergerak. Gerak benda yang bersifat relatif dikenal dengan teori relativitas.
Teori Relativitas sudah dikenal semenjak jamannya Newton. Pada relativitas Newton, semua besaran akan sama ketika diukur oleh pengamat yang membisu maupun pengamat yang bergerak. Besaran yang berubah hanyalah kecepatan relatif dan berlaku persamaan sebagai berikut.
vx’ = v - vx
dengan:
vx’ = kecepatan relatif benda terhadap pengamat bergerak
vx = kecepatan relatif benda terhadap pengamat diam
v = kecepatan pengamat bergerak terhadap pengamat diam
Dalam fisika modern penjumlahan kecepatan berdasarkan teori Relativitas Newton dikenal dengan istilah transformasi Galileo. Untuk memantapkan pemahaman Anda perihal teori relatifitas Newton silahkan pelajari contoh soal di bawah ini dan silahkan coba jawab soal latihannya.
Contoh Soal 1
Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 120 km/jam. Pada ketika itu Salim berlari di atas kereta dengan kecepatan 10 km/jam searah kereta. Berapakah kecepatan Salim tersebut berdasarkan orang yang berada di dalam kereta api dan orang yang bangkit di stasiun?
Penyelesaian:
Stasiun relatif membisu menjadi kerangka contoh terhadap kereta api dan kereta api sebagai kerangka contoh terhadap Salim. Maka kecepatan Salim relatif terhadap kereta api adalah:
vx’ = +10 km/jam
Sedangkan kecepatan Salim terhadap stasiun ialah vx, besarnya memenuhi:
vx = v + vx’
vx = 120 + 10
vx = 130 km/jam
Soal Latihan
Perhatikan gambar di bawah ini.
 |
| Pesawat tempur Sumber: wikipedia |
Sebuah pesawat perang terbang meninggalkan bumi dengan kecepatan 1200 km/jam. Pada ketika itu pesawat melepaskan rudal dengan kecepatan 200 km/jam searah pesawat. Berapakah kecepatan rudal tersebut berdasarkan orang yang berada di bandara lepas landas pesawat tersebut?
Nah itu contoh kasus gerak yang kecepatannya di bawah kecepatan cahaya, bagaimana dengan kalau kecepatan sebuah benda atau partikel yang mendekati kecepatan cahaya (c) ibarat contoh soal di bawah ini.
Contoh Soal 2
Partikel B bergerak terhadap A dengan kecepatan 0,8c ke kanan. Partikel C bergerak terhadap B dengan kecepatan 0,6c ke kanan. Tentukan kecepatan partikel C relatif terhadap A berdasarkan relativitas Newton.
Penyelesaian:
Partikel A membisu menjadi kerangka contoh dari partikel B dan partikel B sebagai kerangka contoh dari partikel C. Maka kecepatan partikel C relatif terhadap A yakni:
vx = v + vx’
vx = 0,8c + 0,6c
vx = 1,4c
Jadi, kecepatan partikel C relatif terhadap A ialah 1,4c.
Kita ketahui bahwa tidak ada sebuah partikel yang bisa bergerak melebihi kecepatan cahaya (c), sehingga rumus perhitungan teori relativitas newton ibarat contoh soal 2 di atas tidak berlaku lagi. Oleh sebab itu, untuk gerak partikel yang mempunyai kecepatan mendekati kecepatan cahaya maka penjumlahan kecepatannya sanggup memakai teori relativitas Einstein.
