Sebuah batu bermassa 5 kg dijatuhkan di atas sebuah paku dan mendorong paku kecil 0,025 m ke dalam batang kayu. Jika batu bergerak dengan kelajuan 10m/s ketika batu menumbuk paku, gaya rata-rata yang yang diberikan batu pada paku ketika paku masuk ke dalam kayu mendekati __ A. 10 N B. 100 N C. 1.000N D. 10.000N

Question

Pertanyaan

Sebuah batu bermassa 5 kg dijatuhkan di atas sebuah paku dan mendorong paku kecil 0,025 m ke dalam batang kayu. Jika batu bergerak dengan kelajuan 10m/s ketika batu menumbuk paku, gaya rata-rata yang yang diberikan batu pada paku ketika paku masuk ke dalam kayu mendekati __ A. 10 N B. 100 N C. 1.000N D. 10.000N

Tampilkan lebih banyak

Answer 1

Untuk menentukan gaya rata-rata yang diberikan batu pada paku, kita dapat menggunakan prinsip kekekalan energi mekanik. Energi kinetik awal batu akan diubah menjadi energi potensik ketika paku bergerak ke dalam kayu.

1. Energi Kinetik Awal Bat

\[
E_k = \frac{1}mv^2
\]

Di mana:
- \( m = 5 \, \text{kg} \)
- \( v = 10 \, \text{m/s} \ \[
E_k = \frac{1}{2} \times 5 \times (10)^2 = \frac{1}{2} \times 5 \times 100 = 250 \, \text{J}
\]

2. Energi Potensial Paku:

Energi potensial paku saat paku berada pada kedalaman \( x \) adalah:

\[
E_p = m_{\text{paku}}gh
\]

Di mana:
- \( m_{\text{paku}} = 0,025 \, \text{kg} \)
- \( g = 9,8 \, \text{m/s}^2 \)
- \( h = 0,025 \, \text{m} \)

\[
E_p = 0,025 \times 9,8 \times 0,025 = 0,06125 \, \text{J}
\]

3. Gaya Rata-rata:

Gaya rata-rata dapat dihitung dengan menggunakan hubungan antara energi dan jarak:

\[
F x = E_k - E_p
\]

\[
F \cdot 0,025 = 250 -,06125
\]

\[
F \cdot 0,025 = 249,93875
\]

\[
F = \frac{249,93875}{0,025} = 9995,15 \, \text{N}
\]

Jadi, gaya rata-rata yang diberikan batu pada paku mendekati 10.000 N.

Jawaban yang benar adalah D. 10.000N.

Pertanyaan

Jawaban

Pertanyaan Panas lebih