Edutafsi.com - Contoh soal dan pembahasan tentang momentum linear, menentukan kecepatan benda sebelum bertumbukan. Contoh #5 : Dua benda A dan B masing-masing bermassa 4 kg dan 5 kg bergerak berlawanan arah (benda A ke kanan dan benda B ke kiri) dan saling mendekati. Benda A bergerak dengan kecepatan 6 m/s. Keduanya bertumbukan dan setelah tumbukan, keduanya berbalik arah dengan kecepatan A = 4 m/s dan kecepatan B = 2 m/s. Kecepatan benda B sebelum tumbukan adalah .....
A. vB = 6,0 m/s
B. vB = 4,2 m/s
C. vB = 1,6 m/s
D. vB = 1,2 m/s
E. vB = 0,8 m/s
Pembahasan :
Dik : mA = 4 kg, mB = 5 kg, vA = 6 m/s, vA' = -4 m/s, vB' = 2 m/s
Dit : vB = ..... ?
Untuk menyelesaikan soal ini, Sobat Tafsi harus memahami kembali konsep momentum, khususnya momentum pada peristiwa tumbukan.
Tumbukan ada tiga jenis, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sama sekali.
Pada tumbukan lenting sempurna, berlaku hukum kekekalan momentum, berlaku kekekalan energi kinetik, dan koefisien restitusinya sama dengan satu.
Pada tumbukan lenting sebagian, berlaku hukum kekekalan momentum, tidak berlaku kekekalan energi kinetik, dan koefisien restitusi antara 0 dan 1.
Pada tumbukan tak lenting sama sekali, berlaku hukum kekekalan momentum, kecepatan setelah tumbukan sama, dan koefisien restitusinya sama dengan nol.
Pada soal tidak disebutkan jenis tumbukannya, tapi kita bisa menggunakan konsep kekekalan momentum karena berlaku untuk semua jenis tumbukan.
Secara matematis, besar momentum suatu benda akan sama dengan hasil kali massa benda dengan kecepatannya.
Keterangan :
p = momentum benda (kg m/s)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s).
Menurut hukum kekekalan energi mekanik, jumlah energi mekanik sebelum tumbukan akan sama dengan jumlah energi mekanik setelah tumbukan.
Keterangan :
m1 = massa benda pertama (kg)
m2 = massa benda kedua (kg)
v1 = kecepatan benda pertama sebelum tumbukan (m/s)
v2 = kecepatan benda kedua sebelum tumbukan (m/s)
v1' = kecepatan benda pertama setelah tumbukan (m/s)
v2' = kecepatan benda kedua setelah tumbukan (m/s).
Nah, yang perlu diperhatikan adalah perjanjian tanda untuk kecepatan benda.
Umumnya, jika arah kecepatannya ke kanan, maka bertanda positif. Sebaliknya, kecepatan yang arahnya ke kiri bertanda negatif.
Pada soal, benda A bergerak ke kanan, maka vA bertanda positif. Sedangkan setelah tumbukan A bergerak ke kiri, jadi vA' bertanda negatif.
Benda B bergerak ke kiri, maka vB bertanda negatif. Setelah tumbukan benda B bergerak ke kanan, jadi vB' bertanda positif.
Dik : mA = 4 kg, mB = 5 kg, vA = 6 m/s, vA' = -4 m/s, vB' = 2 m/s
Dit : vB = ..... ?
Berdasarkan hukum kekekalan momentum, maka berlaku:
⇒ mA.vA + mB.vB = mA.vA' + mB.vB'
⇒ 4(6) + 5vB = 4(-4) + 5(2)
⇒ 24 + 5vB = -16 + 10
⇒ 5vB = -6 - 24
⇒ 5vB = -30
⇒ vB = -30/5
⇒ vB = - 6 m/s
Jadi, kecepatan benda B sebelum tumbukan adalah 6 m/s. Tanda negatif menunjukkan bahwa kecepatan awal B arahnya ke kiri.
Demikian pembahasan contoh soal tentang momentum, yaitu menentukan kecepatan benda sebelum bertumbukan.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya untuk share ke teman-teman kalian melalui tombol share agar manfaatnya bisa kita rasakan bersama.
Untuk pembahasan contoh soal tentang momentum dan impuls lainnya, Sobat Tafsi bisa melihatnya di menu contoh fisika, atau melalui tombol kategori di bawah.
A. vB = 6,0 m/s
B. vB = 4,2 m/s
C. vB = 1,6 m/s
D. vB = 1,2 m/s
E. vB = 0,8 m/s
Pembahasan :
Dik : mA = 4 kg, mB = 5 kg, vA = 6 m/s, vA' = -4 m/s, vB' = 2 m/s
Dit : vB = ..... ?
Untuk menyelesaikan soal ini, Sobat Tafsi harus memahami kembali konsep momentum, khususnya momentum pada peristiwa tumbukan.
Tumbukan ada tiga jenis, yaitu tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tidak lenting sama sekali.
Pada tumbukan lenting sempurna, berlaku hukum kekekalan momentum, berlaku kekekalan energi kinetik, dan koefisien restitusinya sama dengan satu.
Pada tumbukan lenting sebagian, berlaku hukum kekekalan momentum, tidak berlaku kekekalan energi kinetik, dan koefisien restitusi antara 0 dan 1.
Pada tumbukan tak lenting sama sekali, berlaku hukum kekekalan momentum, kecepatan setelah tumbukan sama, dan koefisien restitusinya sama dengan nol.
Pada soal tidak disebutkan jenis tumbukannya, tapi kita bisa menggunakan konsep kekekalan momentum karena berlaku untuk semua jenis tumbukan.
Hukum Kekekalan Momentum
Momentum adalah besaran yang menyatakan tingkat kesukaran suatu benda yang bergerak untuk dihentikan.Secara matematis, besar momentum suatu benda akan sama dengan hasil kali massa benda dengan kecepatannya.
| p = m . v |
Keterangan :
p = momentum benda (kg m/s)
m = massa benda (kg)
v = kecepatan benda (m/s).
Menurut hukum kekekalan energi mekanik, jumlah energi mekanik sebelum tumbukan akan sama dengan jumlah energi mekanik setelah tumbukan.
| m1.v1 + m2.v2 = m1.v1' + m2.v2' |
Keterangan :
m1 = massa benda pertama (kg)
m2 = massa benda kedua (kg)
v1 = kecepatan benda pertama sebelum tumbukan (m/s)
v2 = kecepatan benda kedua sebelum tumbukan (m/s)
v1' = kecepatan benda pertama setelah tumbukan (m/s)
v2' = kecepatan benda kedua setelah tumbukan (m/s).
Nah, yang perlu diperhatikan adalah perjanjian tanda untuk kecepatan benda.
Umumnya, jika arah kecepatannya ke kanan, maka bertanda positif. Sebaliknya, kecepatan yang arahnya ke kiri bertanda negatif.
Pada soal, benda A bergerak ke kanan, maka vA bertanda positif. Sedangkan setelah tumbukan A bergerak ke kiri, jadi vA' bertanda negatif.
Benda B bergerak ke kiri, maka vB bertanda negatif. Setelah tumbukan benda B bergerak ke kanan, jadi vB' bertanda positif.
Dik : mA = 4 kg, mB = 5 kg, vA = 6 m/s, vA' = -4 m/s, vB' = 2 m/s
Dit : vB = ..... ?
Berdasarkan hukum kekekalan momentum, maka berlaku:
⇒ mA.vA + mB.vB = mA.vA' + mB.vB'
⇒ 4(6) + 5vB = 4(-4) + 5(2)
⇒ 24 + 5vB = -16 + 10
⇒ 5vB = -6 - 24
⇒ 5vB = -30
⇒ vB = -30/5
⇒ vB = - 6 m/s
Jadi, kecepatan benda B sebelum tumbukan adalah 6 m/s. Tanda negatif menunjukkan bahwa kecepatan awal B arahnya ke kiri.
Jawaban : A
Demikian pembahasan contoh soal tentang momentum, yaitu menentukan kecepatan benda sebelum bertumbukan.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya untuk share ke teman-teman kalian melalui tombol share agar manfaatnya bisa kita rasakan bersama.
Untuk pembahasan contoh soal tentang momentum dan impuls lainnya, Sobat Tafsi bisa melihatnya di menu contoh fisika, atau melalui tombol kategori di bawah.
Post a Comment