Pertanyaan
TU GAS 1. Sebuah bola bermassa 0,2 kg dipukul sehingga membalik. Bola datang dengan laju 2m/s dan laju setelah dipukul adalah 10m/s a) Hitung vektor impuls yang dilakukan pada alat pukul. b) Bila bola bersentuhan dengan alat pukul selama 0,1 sekon, hitung vektor gaya rata-rata pada bola. 2. Sebuah truk 40000 kg melaju dengan kecepatan 5m/s sepanjang jalan sempit yang lurus dan bertabrakan dengan truk lain 30000 kg yang sedang mogok . Kedua truk itu menyatu . Berapakah laju kedua truk itu sesudah bertabrakan?
Solusi
Jawaban
**1. Bola yang Dipukul****a) Vektor Impuls**Impuls (I) didefinisikan sebagai perubahan momentum. Momentum (p) dihitung dengan rumus p = mv, di mana m adalah massa dan v adalah kecepatan. Karena bola membalik arah, kita perlu memperhitungkan perubahan tanda kecepatan.* Momentum awal (p₁) = m * v₁ = 0.2 kg * (-2 m/s) = -0.4 kg m/s (tanda negatif karena arahnya berlawanan)* Momentum akhir (p₂) = m * v₂ = 0.2 kg * 10 m/s = 2 kg m/sImpuls (I) = p₂ - p₁ = 2 kg m/s - (-0.4 kg m/s) = 2.4 kg m/sJadi, vektor impuls yang dilakukan pada alat pukul adalah 2.4 kg m/s. Arah impuls searah dengan kecepatan akhir bola.**b) Vektor Gaya Rata-rata**Impuls juga didefinisikan sebagai hasil kali gaya rata-rata (F) dan selang waktu (Δt): I = F * ΔtKita sudah mengetahui impuls (I = 2.4 kg m/s) dan selang waktu (Δt = 0.1 s). Kita dapat mencari gaya rata-rata:F = I / Δt = 2.4 kg m/s / 0.1 s = 24 NJadi, vektor gaya rata-rata pada bola adalah 24 N, searah dengan kecepatan akhir bola.**2. Tabrakan Truk**Ini adalah soal hukum kekekalan momentum. Momentum total sebelum tabrakan sama dengan momentum total setelah tabrakan. Setelah tabrakan, kedua truk menyatu dan bergerak bersama-sama.* Momentum truk pertama (p₁) sebelum tabrakan = m₁ * v₁ = 40000 kg * 5 m/s = 200000 kg m/s* Momentum truk kedua (p₂) sebelum tabrakan = m₂ * v₂ = 30000 kg * 0 m/s = 0 kg m/s (truk mogok)Momentum total sebelum tabrakan = p₁ + p₂ = 200000 kg m/sSetelah tabrakan, kedua truk memiliki massa total (m) = m₁ + m₂ = 40000 kg + 30000 kg = 70000 kg dan kecepatan akhir (v).Momentum total setelah tabrakan = m * v = 70000 kg * vKarena momentum kekal:200000 kg m/s = 70000 kg * vv = 200000 kg m/s / 70000 kg = 20/7 m/s ≈ 2.86 m/sJadi, laju kedua truk setelah tabrakan adalah sekitar 2.86 m/s.