Menentukan Massa Bola yang Dihentikan oleh Pemukul
Dalam sebuah permainan baseball, seorang pemain melempar bola ke arah pemukul dengan gaya sebesar 100 N. Bola tersebut awalnya diam dan kemudian melambung dengan kecepatan 100 m/s. Namun, sebelum bola mencapai pemukul, pemukul menyentuh bola dalam waktu 0,1 detik. Tugas kita adalah menentukan massa bola yang dapat dihentikan oleh pemukul. Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum gerak Newton kedua, yang menyatakan bahwa gaya yang diberikan pada suatu benda sama dengan massa benda dikalikan dengan percepatannya. Dalam kasus ini, gaya yang diberikan pada bola adalah 100 N dan percepatannya adalah kecepatan bola setelah pemukul menyentuhnya. Dalam persamaan Newton kedua, gaya (F) adalah produk dari massa (m) dan percepatan (a). Dalam kasus ini, kita ingin mencari massa bola (m), jadi kita dapat menulis persamaan sebagai berikut: \( F = m \cdot a \) Dalam kasus ini, gaya (F) adalah 100 N dan percepatan (a) adalah kecepatan bola setelah pemukul menyentuhnya. Namun, kita perlu menghitung percepatan bola terlebih dahulu. Percepatan (a) dapat dihitung dengan menggunakan persamaan kecepatan rata-rata: \( a = \frac{{v - u}}{{t}} \) Di mana v adalah kecepatan akhir bola, u adalah kecepatan awal bola, dan t adalah waktu yang diperlukan untuk bola mencapai kecepatan akhir. Dalam kasus ini, kecepatan awal bola adalah 0 m/s, kecepatan akhir bola adalah 100 m/s, dan waktu yang diperlukan adalah 0,1 detik. Substitusikan nilai-nilai ini ke dalam persamaan percepatan: \( a = \frac{{100 \mathrm{~m/s} - 0 \mathrm{~m/s}}}{{0,1 \mathrm{~s}}} \) \( a = 1000 \mathrm{~m/s^2} \) Sekarang kita dapat menggantikan nilai percepatan (a) ke dalam persamaan Newton kedua: \( 100 \mathrm{~N} = m \cdot 1000 \mathrm{~m/s^2} \) Untuk menentukan massa bola (m), kita perlu membagi kedua sisi persamaan dengan 1000: \( m = \frac{{100 \mathrm{~N}}}{{1000 \mathrm{~m/s^2}}} \) \( m = 0,1 \mathrm{~kg} \) Jadi, massa bola yang dapat dihentikan oleh pemukul adalah 0,1 kg.