MASSA MENINGKAT SEBAGAI KECEPATAN MENINGKAT? MASSA RELATIVIS?

Massa relativistik

Relativitas khusus memiliki implikasi besar bagi ruang dan waktu sejauh ini. Hal utama yang telah kita lihat adalah waktu dapat melambat, konkurensi relatif, dan panjang dapat menyusut. Sekarang kita akan membahas implikasinya terhadap massa dan menyimpulkan dengan persamaan terkenal E=mc2.

Permainan relativistik!

Bayangkan sebuah permainan.

Orang A dan Orang B berpartisipasi dalam permainan. Mereka memiliki berat yang sama, menggunakan tongkat yang identik dan memiliki kuda yang identik.

Pesaing bergerak menuju satu sama lain di jalur paralel satu meter terpisah. Ketika mereka berada di samping satu sama lain, mereka mendorong tongkat mereka ke luar. Ujung tongkat mereka bertabrakan dan mereka mencoba menjatuhkan yang lain dari kudanya. Hal ini diilustrasikan dalam diagram di bawah ini.

Pesaing naik ke arah panah besar. Ketika mereka berada di samping satu sama lain, mereka mendorong tongkat mereka ke arah
anak panah kecil.
Karena pemainnya identik, itu akan menghasilkan hasil imbang yang jelas. Keduanya tidak akan dapat menjatuhkan yang lain dari kudanya karena mereka memiliki massa yang sama dan mendorong kutub mereka dengan kecepatan yang sama.

Orang A membaca blog ini dan kemudian memikirkan cara cerdas untuk menghasilkan uang. Dia tahu tentang pelebaran waktu dan karena itu memiliki proses berpikir berikut.

“Saya bergerak dengan kecepatan konstan dan karena itu dapat menganggap bahwa saya tidak bergerak dan orang B itu berguling ke arah saya.

Orang B bergerak dan saya melihat waktu berjalan lambat bagi mereka.

Ini berarti bahwa ketika dia mendorong tiangnya ke arah tiang saya, dia melakukannya dengan sangat lambat.

Jika tiangnya mendorong perlahan ke luar dan saya mendorong tiang saya dengan cepat, saya bisa memenangkan pertandingan!”.

Kedengarannya pintar tapi tidak bisa. Kami tidak dapat mengubah hasil permainan hanya dengan mengubah kerangka acuan! Jadi apa yang terjadi?

Orang yang memenangkan permainan tergantung pada momentum tongkat mereka (massa x kecepatan). Dalam kerangka acuan Orang A, Orang B mengalami pelebaran waktu dan karena itu memiliki kutub yang bergerak lambat. Jika kecepatan telah melambat, satu-satunya cara untuk menjelaskan mengapa masih ada ikatan adalah bahwa massa tiang bertambah!

Kita harus menebak apa yang terjadi dan memeriksanya di artikel berikutnya.

Hipotesis paling sederhana adalah bahwa massa kutub yang bergerak lambat meningkat dengan faktor gamma.

m = m0γ
di mana m0 adalah sisa/invarian/intrinsik/massa sejati suatu benda.

m adalah massa relativistik/kelembaman suatu benda.

Karena gamma lebih besar dari atau sama dengan 1 dan meningkat dengan meningkatnya kecepatan, ini menunjukkan bahwa massa terkait dengan kecepatan dan meningkat dengan kecepatan …

Apakah massa BENAR-BENAR meningkat?

Massa tidak benar-benar bertambah. Jumlah materi dalam materi tidak bertambah dengan kecepatan. Atom tambahan tidak muncul secara tiba-tiba. Atom tidak bertambah besar atau mendapatkan partikel subatom tambahan.

Tetapi

Massa adalah ukuran ketahanan suatu benda terhadap percepatan. Memang benar bahwa menjadi lebih sulit untuk mempercepat benda yang bergerak cepat dan memang benar bahwa massa meningkat ketika mengacu pada inersia (perlawanan benda fisik apa pun terhadap perubahan posisi dan keadaan geraknya). Dalam hal ini, massa bertambah dan oleh karena itu masuk akal untuk berbicara tentang massa relativistik.

Bagaimana cara menimbang benda yang bergerak? Untuk mengukur massa, perlukah berada dalam kerangka acuan dimana benda tersebut diam?
Inilah sebabnya mengapa massa relativistik adalah subjek yang rumit dalam fisika. Selalu ada perdebatan tentang apa yang sebenarnya terjadi dengan massa relativistik, tetapi dari apa yang saya baca, berikut ini adalah apa yang diyakini sebagian besar ilmuwan.

Alasan kesalahpahaman ini adalah bahwa pada kecepatan normal, inersia = massa. Namun, pada kecepatan tinggi, kita membutuhkan relativitas untuk memperbaikinya. Kesulitan mempercepat suatu benda (kelembaman) tergantung pada keadaan diam/massa aktualnya dan faktor gamma.
Memang benar bahwa menjadi lebih sulit untuk mempercepat suatu objek dengan kecepatan tinggi, tetapi ini karena peningkatan kelembamannya, bukan massa sebenarnya.

Alasan mengapa ada kesalahpahaman tentang massa relativistik adalah karena bahasa. Kami menggunakan massa untuk menggambarkan resistensi suatu objek terhadap percepatan dan jumlah materi yang terkandung dalam suatu objek.
Beberapa persamaan juga lebih jelas jika seseorang menggunakan massa relativistik sebagai salah satu istilah, itulah sebabnya banyak buku pengantar relativitas khusus menggunakannya.

Massa relativistik sebaiknya tidak digunakan sebagai konmenerima dan mengatakan bahwa benda menjadi lebih sulit untuk dipercepat karena mereka mendapatkan kecepatan karena momentum mereka meningkat, bukan massa.

Ini juga menjelaskan mengapa benda tidak dapat bergerak lebih cepat dari cahaya. Ketika kecepatan suatu benda mendekati kecepatan cahaya, gamma mencapai tak terhingga. Ini berarti bahwa menjadi sangat sulit untuk mempercepat suatu objek dengan kecepatan cahaya. Dengan kata lain, dibutuhkan gaya tak terhingga untuk membawa sebuah objek ke kecepatan cahaya, yang akan membutuhkan energi tak terhingga, yang tidak mungkin.

Dalam posting mendatang, kita akan terus mempelajari gaya dan energi dalam kerangka relativitas untuk akhirnya sampai pada E=mc2.

Leave a Comment