Persamaan Paling Terkenal dalam Fisika: E=mc2

Persamaan Paling Terkenal dalam Fisika: E=mc² – Semua orang pasti tahu persamaan E=mc². Ya, itu adalah persamaan paling terkenal dalam fisika yang dikemukan oleh Albert Einstein. Persamaa yang banyak diketahui orang, bahkan persamaan ini sering dijadikan meme seperti E=mc² di meme kan menjadi Endasku=mumet cekot-cekot (kepala saya, pusing sekali) dan masih banyak lagi meme yang lain. Jadi tak khayal persamaan E=mc² jadi sangat terkenal disemua golongan dari anak-anak sampai dewasa, bahkan orang awam.

Pada awalnya, sebelum Albert Einstein menemukan rumus E=mc² banyak lika-liku yang diamali oleh Einstein. Bagaimanakan perjalan rumus tersebut sehingga Einstein bisa mengemukakannya, beginilah perjalanannya...

 
Sebelum Einstein, sebenarnya telah banyak ilmuwan dan matematikawan terkemuka yang mempertanyakan mengenai sifat ruang dan waktu, termasuk Henri Poincare (1854-1912) yang merupakan ilmuwan asal Perancis maupun Fitzgerald dan lorentz. Makalah tahun 1905 Einstein mengenai relativitas yang revolusioner menunjukkan bahwa panjang suatu obyek bukanlah sifat mendasar obyek tersebut karena panjang bergantung pada pengamat obyek tersebut. Makalah tersebut juga menghasilkan kesimpulan bahwa selang waktu antara dua kejadian bukanlah kuantitas mutlak karena selang waktu itu juga bergantung pada kecepatan pengamat kejadian tersebut. Selain itu, suatu gagasan Einstein yang lebih lanjut tentang relativitas ialah untuk mengungkapkan suatu hubungan antara massa dan energi.

Sebelum tahun 1905, materi adalah materi dan energi adalah energi. Prinsip kekekalan massa dan prinsip kekekalan energi, dua prinsip yang ditemukan pada abad ke sembilan belas tersebut masih tetap menopang fisika dan kimia pada awal abad kedua puluh. Prinsip kekekalan massa berarti bahwa setiap keadaan dimana terjadi suatu perubahan, massa keseluruhan semua bahan yang ada setelah perubahan tersebut sama dengan massa keseluruhannya sebelum perubahan. Prinsip ini didukung dengan percobaan yang tak terhitung jumlahnya, dan para kimiawan masih menggunakannya secara ekstensif untuk menghitung seberapa banyak senyawa atau unsur yang dihasilkan ketika sejumlah senyawa atau unsur lain bereaksi. Sedangkan prinsip kekekalan energi yang ditemukan oleh Prescott Joule (1818-1889) telah memperagakan bahwa keseluruhan energi sistem yang terisolasi tetap konstan ketika energi dipindahkan dari satu bagian sistem ke bagian sistem lainnya.

Hubungan Massa dan Energi
Kembali ke gagasan yang telah dirumuskan dan dikembangkan Einstein mengenai hubungan massa dan energi, mari kita perhatikan arti keilmuwan setiap kata. Massa merupakan ukuran seberapa banyak materi yang terdapat dalam suatu benda. Sifat penting suatu benda sehubungan dengan massanya ialah inersia, yang merupakan perlawanan terhadap gerak. Suatu benda yang sedang bergerak akan semakin sulit dihentikan jika massanya semakin besar. Misalnya pada percobaan dua buah benda, untuk mengatahui massa benda tersebut masing-masing benda diberikan gaya yang sama satu demi satu. Kemudian, diamati benda mana yang lebih cepat mencapai kecepatan tertentu. Dari hal tersebut dapat ditarik kesimpulan bahwa Einstein dari konsep massa sebagai kuantitas tetap berpindah menjadi massa suatu obyek tergantung pada kecepatnnya.

Energi merupakan kemampuan suatu benda untuk memaksa benda lain bergerak. Suatu benda yang sedang bergerak menyimpan energi karena jika benda tersebut menumbuk benda lain, energi tersebut akan membuat benda kedua bergerak. Energi benda yang sedang bergerak disebut energi kinetik. Ketika suatu benda bergerak melambat atau berhenti maka benda tersebut dapat dikatakan kehilangan energi kinetiknya. Energi kinetik suatu benda tergantung pada massa dan kecepatan benda tersebut. Untuk membuat suatu benda mencapai kecepatan tertentu, dalam suatu titik diam dalam waktu tertentu, banda tersebut perlu dikenai gaya tertentu. Misalnya pada peluncuran roket dengan memesatkannya pada intasan bukit panjang, lurus dan menanjak hingga roket tersebut terbang dari ujung lintasan ke angkasa. Kecepatan roket pada saat mencapai atas lintasan itu akan tergantung pada gayanya, lama gaya tersebut bekerja, dan massa roketnya. Awak di darat akan mengukur waktu yang lebih lama dari awak di dalam roket karena pemuluran waktu. Namun, kecepatan yang dicapai akan sama. Hal tersebut dapat terjadi karena massa benda yang bergerak membesar begitu kecepatannya naik. Lebih lamanya waktu yang terukur oleh awak roket di luar disebabkan oleh bertambahnya massa roket selama peluncuran.

Setelah penerbitan makalahnya tahun 1905 tentang gerak Brown, Einstein menunjukkan dalam makalah singkat selanjutnya bahwa massa (m) obyek yang sedang bergerak bergantung pada kecepatannya (ν), sesuai dengan persamaan dengan merupakan faktor Lorentz yang sama dengan:

   

dan c merupakan kecepatan cahaya. Kuantitas m₀ merupakan massa diam benda yang diukur oleh seorang pengamat yang diam relatif terhadap benda tersebut. kemudian, Einstein menggunakan rumus massanya untuk menunjukkan bahwa energi suatu benda (E), dan massanya dikaitkan oleh persamaan E= mc².

Itu tadi sedikit artikel tentang Persamaan Paling Terkenal dalam Fisika: E=mc2. Semoga dapat bermanfaat. Sekian dan sampai jumpa pada artikel selanjutnya. Terimakasih.

 

 Sumber : Breithaupt, Jim. 2001. Einstein: Seri Siapa Dia. Jakarta : Penerbit Erlangga.