– Contoh soal dan pembahasan perihal momentum linear, memilih 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 sesudah tumbukan, keduanya berbalik arah dengan kecepatan A = 4 m/s dan kecepatan B = 2 m/s. Kecepatan benda B sebelum tumbukan merupakan …..
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 menuntaskan soal ini, Sobat Tafsi harus memahami kembali konsep momentum, khususnya momentum pada insiden tumbukan.
Tumbukan ada tiga jenis, ialah tumbukan lenting sempurna, tumbukan lenting sebagian, dan tumbukan tak lenting sama sekali.
Pada tumbukan lenting sempurna, berlaku aturan kekekalan momentum, berlaku kekekalan energi kinetik, dan koefisien restitusinya sama dengan satu.
Pada tumbukan lenting sebagian, berlaku aturan kekekalan momentum, tak berlaku kekekalan energi kinetik, dan koefisien restitusi antara 0 dan 1.
Pada tumbukan tak lenting sama sekali, berlaku aturan kekekalan momentum, kecepatan sesudah tumbukan sama, dan koefisien restitusinya sama dengan nol.
Pada soal tak disebutkan jenis tumbukannya, namun kita sanggup memakai konsep kekekalan momentum lantaran berlaku untuk semua jenis tumbukan.
Hukum Kekekalan Momentum
Momentum merupakan 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 aturan kekekalan energi mekanik, jumlah energi mekanik sebelum tumbukan akan sama dengan jumlah energi mekanik sesudah 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 sesudah tumbukan (m/s)
v2‘ = kecepatan benda kedua sesudah tumbukan (m/s).
Nah, yang perlu diperhatikan merupakan perjanjian tanda untuk kecepatan benda.
Umumnya, apabila 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 sesudah 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 aturan 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 merupakan 6 m/s. Tanda negatif mengatakan bahwa kecepatan awal B arahnya ke kiri.
Demikian pembahasan teladan soal perihal momentum, ialah memilih kecepatan benda sebelum bertumbukan.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya untuk share ke teman-teman sobat semua melalui tombol share semoga keuntungannya sanggup kita rasakan bersama.
Untuk pembahasan teladan soal perihal momentum dan impuls lainnya, Sobat Tafsi sanggup melihatnya di sajian teladan fisika, atau melalui tombol kategori di bawah.
