Edutafsi.com - Contoh soal dan pembahasan tentang momentum, menentukan kecepatan benda setelah tumbukan. Contoh #3 : Dua buah troli A dan B masing-masing bermassa 2 kg bergerak saling mendekat (A ke kanan B ke kiri). Troli A bergerak dengan kecepatan 4 m/s sedangkan troli B bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Jika kedua troli tersebut bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan kedua troli setelah tumbukan adalah .....
A. 4,5 m/s ke kanan
B. 4,5 m/s ke kiri
C. 1,0 m/s ke kanan
D. 0,5 m/s ke kanan
E. 0,5 m/s ke kiri
Pembahasan :
Dik : mA = mB = 2 kg, vB = 4 m/s, vB = -5 m/s
Dit : v' = .... ?
Pada data di atas, kecepatan troli B kita beri tanda negatif untuk menandakan bahwa arah kecepatannya berlawanan arah dengan kecepatan troli A.
Sebenarnya, kita juga bisa memisalkan kecepatan troli A bernilai negatif karena arahnya berlawanan dengan troli B.
Akan tetapi, karena pada umumnya yang bergerak ke kiri diberi tanda negatif, maka pada pembahasan ini, kita misalkan kecepatan B negatif.
Untuk menyelesaikan soal ini, kita menggunakan konsep tumbukan tidak lenting sama sekali. Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, ada beberapa ciri.
Karakteristik yang pertama, pada tumbukan tidak lenting sama sekali, kecepatan benda setelah tumbukan adalah sama besar.
Jadi, setelah tumbukan, kedua benda akan bergerak dengan kecepatan yang sama dan ke arah yang sama pula.
Keterangan :
p1 = momentum benda pertama sebelum tumbukan
p2 = momentum benda kedua sebelum tumbukan
p1' = momentum benda pertama setelah tumbukan
p2' = momentum benda kedua setelah tumbukan.
Pada tumbukan tak lenting sama sekali, tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik dan koefisien restitusinya sama dengan nol (e = 0).
Berdasarkan hukum kekekalan momentum, maka untuk soal berlaku:
⇒ pA + pB = pA' + pB'
⇒ mA.vA + mB.vB = mA.vA' + mB.vB'
Karena mA = mB, maka persamaan di atas dapat Sobat Tafsi sederhanakan menjadi:
⇒ m (vA + vB) = m (vA' + vB')
Lalu ingat bahwa pada tumbukan tak lenting sama sekali, kecepatan kedua benda setelah tumbukan adalah sama besar.
Karena vA' = vB' = v', maka persamaannya menjadi:
⇒ vA + vB = v' + v'
⇒ vA + vB = 2v'
⇒ 4 + (-5) = 2v'
⇒ -1 = 2v'
⇒ v' = -1/2
⇒ v' = -0,5 m/s
Nah, dari hasil perhitungan dapat Sobat Tafsi lihat kecepatan akhirnya adalah 0,5 m/s.
Perhatikan tanda negatif untuk menentukan arah geraknya. Karena dari awal kita misalkan yang bergerak ke kiri bertanda negatif, maka arah kecepatan akhirnya adalah ke kiri.
Jadi, setelah tumbukan, troli A dan B akan bergerak dengan kecepatan 0,5 m/s ke kiri.
Tips Cepat Edutafsi
Soal ini sebenarnya dapat Sobat Tafsi jawab tanpa harus melakukan perhitungan. Jadi, soal itu dapat diselesaikan dengan waktu yang lebih singkat.
Coba perhatikan kembali soal berikut!
Dua buah troli A dan B masing-masing bermassa 2 kg bergerak saling mendekat (A ke kanan B ke kiri). Troli A bergerak dengan kecepatan 4 m/s sedangkan troli B bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Jika kedua troli tersebut bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan kedua troli setelah tumbukan adalah .....
A. 4,5 m/s ke kanan
B. 4,5 m/s ke kiri
C. 1,0 m/s ke kanan
D. 0,5 m/s ke kanan
E. 0,5 m/s ke kiri
Caranya adalah dengan memahami konsep tumbukan tak lenting sama sekali. Ingat bahwa pada tumbukan tak lenting, kecepatan setelah tumbukan sama.
Itu artinya, kedua benda akan "menyatu" dan bergerak bersama-sama ke arah yang sama pula. Nah, di sinilah kita bisa menganalisis arah geraknya.
Pada tumbukan tak lenting sama sekali, kedua benda akan cenderung bergerak mengikuti arah gerak benda yang momentumnya lebih besar.
Momentum adalah massa dikali kecepatan.
Nah, karena troli A dan troli B memiliki massa yang sama besar, maka yang kecepatannya lebih besar memiliki momentum lebih besar.
Pada soal di atas, troli B memiliki kecepatan lebih besar sehingga momentumnya lebih besar. Oleh karena itu, setelah tumbukan keduanya akan bergerak ke kiri.
Kenapa ke kiri? Karena troli B awalnya bergerak ke kiri.
Nah, pada opsi jawaban ada pilihan yang jawabannya ke kiri, yaitu B dan E. Dari nilai kecepatannya sebenarnya kita bisa langsung menyimpulkan jawaban yang benar.
Jawaban yang benar sudah pasti E, yaitu 0,5 m/s.
Mengapa?
Karena kecepatan benda setelah tumbukan akan lebih kecil dari kecepatan mula-mula benda. Itu karena kecepatan masing-masing benda mengurangi kecepatan benda lainnya.
Nah, karena troli A dan troli B memiliki kecepatan yang tidak jauh berbeda (yaitu 4 m/s dan 5 m/s), maka tentu kecepatan akhirnya pasti di bawah 4,5 /s.
Jadi, 0,5 m/s lebih masuk akal.
Trik ini dapat Sobat Tafsi gunakan untuk menyelesaikan soal pada saat ujian nasional. Yang terpenting kalian harus sering latihan agar lancar menggunakan triknya.
Tapi perlu diingat bahwa untuk menggunakan suatu trik, Sobat Tafsi harus tetap memperhatikan konsep dari materi tersebut.
Demikian pembahasan contoh soal tentang momentum, yaitu menentukan kecepatan benda setelah tumbukan tak lenting sama sekali. Semoga bermanfaat.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya untuk share ke teman-teman kalian melalui tombol share sosial media yang kalian punya.
Untuk pembahasan contoh soal tentang momentum dan impuls lainnya, dapat Kalian lihat di menu contoh soal fisika atau melalui tombol kategori di bawah.
Oya, Kalau Sobat Tafsi masih bingung atau belum paham dengan penjelasan di atas, boleh tanyakan di komentar, kami akan mencoba menerangkan kembali.
A. 4,5 m/s ke kanan
B. 4,5 m/s ke kiri
C. 1,0 m/s ke kanan
D. 0,5 m/s ke kanan
E. 0,5 m/s ke kiri
Pembahasan :
Dik : mA = mB = 2 kg, vB = 4 m/s, vB = -5 m/s
Dit : v' = .... ?
Pada data di atas, kecepatan troli B kita beri tanda negatif untuk menandakan bahwa arah kecepatannya berlawanan arah dengan kecepatan troli A.
Sebenarnya, kita juga bisa memisalkan kecepatan troli A bernilai negatif karena arahnya berlawanan dengan troli B.
Akan tetapi, karena pada umumnya yang bergerak ke kiri diberi tanda negatif, maka pada pembahasan ini, kita misalkan kecepatan B negatif.
Untuk menyelesaikan soal ini, kita menggunakan konsep tumbukan tidak lenting sama sekali. Pada tumbukan tidak lenting sama sekali, ada beberapa ciri.
Karakteristik yang pertama, pada tumbukan tidak lenting sama sekali, kecepatan benda setelah tumbukan adalah sama besar.
Jadi, setelah tumbukan, kedua benda akan bergerak dengan kecepatan yang sama dan ke arah yang sama pula.
Hukum Kekekalan Momentum
Ciri berikutnya, pada tumbukan tak lenting sama sekali berlaku hukum kekekalan momentum. Jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan adalah sama.| p1 + p2 = p1' + p2' |
Keterangan :
p1 = momentum benda pertama sebelum tumbukan
p2 = momentum benda kedua sebelum tumbukan
p1' = momentum benda pertama setelah tumbukan
p2' = momentum benda kedua setelah tumbukan.
Pada tumbukan tak lenting sama sekali, tidak berlaku hukum kekekalan energi kinetik dan koefisien restitusinya sama dengan nol (e = 0).
Berdasarkan hukum kekekalan momentum, maka untuk soal berlaku:
⇒ pA + pB = pA' + pB'
⇒ mA.vA + mB.vB = mA.vA' + mB.vB'
Karena mA = mB, maka persamaan di atas dapat Sobat Tafsi sederhanakan menjadi:
⇒ m (vA + vB) = m (vA' + vB')
Lalu ingat bahwa pada tumbukan tak lenting sama sekali, kecepatan kedua benda setelah tumbukan adalah sama besar.
Karena vA' = vB' = v', maka persamaannya menjadi:
⇒ vA + vB = v' + v'
⇒ vA + vB = 2v'
⇒ 4 + (-5) = 2v'
⇒ -1 = 2v'
⇒ v' = -1/2
⇒ v' = -0,5 m/s
Nah, dari hasil perhitungan dapat Sobat Tafsi lihat kecepatan akhirnya adalah 0,5 m/s.
Perhatikan tanda negatif untuk menentukan arah geraknya. Karena dari awal kita misalkan yang bergerak ke kiri bertanda negatif, maka arah kecepatan akhirnya adalah ke kiri.
Jadi, setelah tumbukan, troli A dan B akan bergerak dengan kecepatan 0,5 m/s ke kiri.
Jawaban : E
Tips Cepat Edutafsi
Soal ini sebenarnya dapat Sobat Tafsi jawab tanpa harus melakukan perhitungan. Jadi, soal itu dapat diselesaikan dengan waktu yang lebih singkat.
Coba perhatikan kembali soal berikut!
Dua buah troli A dan B masing-masing bermassa 2 kg bergerak saling mendekat (A ke kanan B ke kiri). Troli A bergerak dengan kecepatan 4 m/s sedangkan troli B bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Jika kedua troli tersebut bertumbukan tidak lenting sama sekali, maka kecepatan kedua troli setelah tumbukan adalah .....
A. 4,5 m/s ke kanan
B. 4,5 m/s ke kiri
C. 1,0 m/s ke kanan
D. 0,5 m/s ke kanan
E. 0,5 m/s ke kiri
Caranya adalah dengan memahami konsep tumbukan tak lenting sama sekali. Ingat bahwa pada tumbukan tak lenting, kecepatan setelah tumbukan sama.
Itu artinya, kedua benda akan "menyatu" dan bergerak bersama-sama ke arah yang sama pula. Nah, di sinilah kita bisa menganalisis arah geraknya.
Pada tumbukan tak lenting sama sekali, kedua benda akan cenderung bergerak mengikuti arah gerak benda yang momentumnya lebih besar.
Momentum adalah massa dikali kecepatan.
Nah, karena troli A dan troli B memiliki massa yang sama besar, maka yang kecepatannya lebih besar memiliki momentum lebih besar.
Pada soal di atas, troli B memiliki kecepatan lebih besar sehingga momentumnya lebih besar. Oleh karena itu, setelah tumbukan keduanya akan bergerak ke kiri.
Kenapa ke kiri? Karena troli B awalnya bergerak ke kiri.
Nah, pada opsi jawaban ada pilihan yang jawabannya ke kiri, yaitu B dan E. Dari nilai kecepatannya sebenarnya kita bisa langsung menyimpulkan jawaban yang benar.
Jawaban yang benar sudah pasti E, yaitu 0,5 m/s.
Mengapa?
Karena kecepatan benda setelah tumbukan akan lebih kecil dari kecepatan mula-mula benda. Itu karena kecepatan masing-masing benda mengurangi kecepatan benda lainnya.
Nah, karena troli A dan troli B memiliki kecepatan yang tidak jauh berbeda (yaitu 4 m/s dan 5 m/s), maka tentu kecepatan akhirnya pasti di bawah 4,5 /s.
Jadi, 0,5 m/s lebih masuk akal.
Trik ini dapat Sobat Tafsi gunakan untuk menyelesaikan soal pada saat ujian nasional. Yang terpenting kalian harus sering latihan agar lancar menggunakan triknya.
Tapi perlu diingat bahwa untuk menggunakan suatu trik, Sobat Tafsi harus tetap memperhatikan konsep dari materi tersebut.
Demikian pembahasan contoh soal tentang momentum, yaitu menentukan kecepatan benda setelah tumbukan tak lenting sama sekali. Semoga bermanfaat.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya untuk share ke teman-teman kalian melalui tombol share sosial media yang kalian punya.
Untuk pembahasan contoh soal tentang momentum dan impuls lainnya, dapat Kalian lihat di menu contoh soal fisika atau melalui tombol kategori di bawah.
Oya, Kalau Sobat Tafsi masih bingung atau belum paham dengan penjelasan di atas, boleh tanyakan di komentar, kami akan mencoba menerangkan kembali.
Post a Comment