Fisika

Pertanyaan

a.menurut fisika klasik, berapakah beda potensial yang di perlukan untuj mempercepat sebuah elektron(massa=9,1×10^-31 kg) dari keadaan diam menjadi 0,80c?
b. dengan beda potensial pada (a),berapakah kelajuan elektron menurut relativitas khusus?

1 Jawaban

  • (a) secara klasikal (mekanika non-relativistik), beda potensial yang diperlukan adalah

    [tex]K=e(V_{f}-V_{i})= \frac{1}{2} m_{e}v^{2}[/tex]        ...... persamaan (1)

    dengan [tex]e=1,69*10^{-19}\,C[/tex] adalah besar muatan elektron, [tex]m_{e}=9,11*10^{-31}\,kg[/tex] adalah massa elektron, dan [tex]v=0,8c[/tex] adalah kelajuannya, maka beda potensialnya adalah:

    [tex](V_{f}-V_{i})= \frac{m_{e}}{2e}v^{2}=155.247,3373\,Volt [/tex]        ...... QED.

    (b) menurut mekanika relativistik, hubungan beda potensial dengan energi kinetik yang dimiliki oleh elektron adalah

    [tex]K=mc^{2}( \frac{1}{ \sqrt{1- \frac{v^{2}}{c^{2}} }}-1)=e(V_{f}-V{i}) [/tex]        ...... persamaan (2)

    dengan melakukan sedikit aljabar pada pers. (2) untuk mencari kelajuan, maka akan menghasilkan

    [tex]v= \frac{k}{ \sqrt{1+k^{2}}}c[/tex]        ...... persamaan (3)

    dengan [tex]k= \frac{e(V_{f}-V{i})}{m_{e}c^{2}}=0,32 [/tex] dan subsitusikan ke dalam pers. (3) akan menghasilkan

    [tex]v=(0,3)c[/tex]        ...... QED.

    jadi menurut mekanika relativistik, dengan besar beda potensial seperti pada (a), kelajuan elektron adalah 30% kelajuan cahaya.

Pertanyaan Lainnya