Massa, Momentum dan Energi

Aspek ini sama menariknya dengan tinjauan kinematis yang hanya melihat geometrinya saja. Termasuk dalam kasus dinamika relativistik adalah perubahaan massa terhadap kecepatan, momentum relativistik, dan kesetaraan massa-energi. Ada hal yang menarik untuk kita tanyakan saat ini setelah begitu jauh membahas berbagai konsekuensi relativitas khusus, “Apakah hukum-hukum kekekalan dasar dari fisika klasik, seperti kekekalan momentum dan energi, masih berlaku? Hukum-hukum tersebut begitu pentingnya dalam fisika klasik sehingga rasanya kita enggan membuangnya. Seandainya konsep tersebut dibuang, rasanya manusia dan makhluk lainnya hidup dalam alam semesta yang aneh. Oleh karena itu, kita akan tetap beranggapan bahwa alam semesta memiliki struktur yang sangat serasi, dan hukum-hukum kekekalan tersebut tetap berlaku, namun dengan kemungkinan bahwa relativitas khusus menghendaki konsep-konsep tersebut untuk ditinjau ulang dan diperbaiki. Misalkan ada dua massa A dan B identik yang saling mendekat, masingmasing dengan laju v. Setelah tumbukan, diperoleh sebuah massa 2m dalam keadaan diam yang tampak oleh pengamat O di laboratorium. Tidak seperti O, pengamat O' justru tidak mengamati adanya kekekalan momentum! Berarti dapat kita terka bahwa ada sedikit masalah dalam kasus momentum tersebut. Karena semua kecepatan telah ditangani secara benar (transformasi Lorentz), maka masalah yang ada tinggal tentang massa saja, jangan-jangan massa pun bersifat relatif. Jika demikian, asumsikan kita memiliki massa relativistic. m0 adalah massa diam dan seperti halnya panjang sejati maupun waktu sejati, ia diukur terhadap kerangka acuan yang diam terhadapnya. Sekarang kita cek ulang apakah definisi massa relativistik m dapat menyelesaikan permasalahan kekekalan momentum. Misalkan massa yang terukur O dinotasikan dengan mA, mB, dan M (massa gabungan), sedangkan massa yang terukur oleh O' adalah mA', mB', dan M'. Anggap kedua benda A dan B memiliki massa diam yang sama, yaitu m0. Menurut O, kedua benda bergerak relatif terhadapnya sehingga ia akan mengukur massa relativistic. Massa relativistik sebenarnya baru terlihat penting ketika kelajuan suatu benda benar-benar mendekati kelajuan cahaya. Pada kelajuan sepersepuluh kelajuan cahaya pertambahan massanya hanya 0,5 persen, tetapi pertambahan itu mencapai 100 persen pada kelajuan sembilan per sepuluh kelajuan cahaya. Menurut sejarahnya, persamaan (40) ditemukan oleh Bucherer tahun 1908 ketika ia mendapatkan rasio muatan terhadap massa yang lebih kecil untuk elektron berkecepatan tinggi daripada elektron berkecepatan rendah, yang artinya massa elektron yang cepat seharusnya lebih besar daripada elektron yang lambat. Persamaan tersebut, seperti juga persamaan relativitas khusus lainnya, telah dibuktikan oleh banyak eksperimen sehingga sudah dianggap sebagai rumus dasar dalam fisika. Sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2415117-massa-momentum-dan-energi/#ixzz2yzMngQqz