Edutafsi.com - Kecepatan Setelah Tumbukan. Pembahasan contoh soal pilihan berganda bidang studi fisika tentang tumbukan. Contoh soal ini merupakan soal menentukan kecepatan benda setelah dua benda saling bertumbukan. Untuk mengerjakan soal seperti ini, murid harus jeli mengidentifikasi jenis tumbukan yang berlangsung dan mengenali ciri-ciri dari tumbukan tersebut sebab kadangkala di dalam soal tidak disebutkan jenis tumbukannya. Dengana memahami ciri dari jenis-jensi tumbukan, maka murid akan lebih mudah menyelesaikan soal-soal seperti ini.
Sebagai bahan acuan untuk mengidentifikasi jenis tumbukan, berikut kata-kata yang sering menandakan bahwa tumbukan yang terjadi merupakan tumbukan tidak lenting sama sekali :
1). Kedua benda saling menempel atau menyatu
2). Benda satu tertanam dalam benda lainnya
3). Kecepatan setelah tumbukan sama besar
4). Setelah tumbukan kedua benda bergerak bersama-sama dengan kecepatan sama
5). Koefisien restitusinya sama dengan nol.
Contoh #1 : Kecepatan Sebelum Tumbukan
Sebuah peluru bermassa 100 gram ditembakkan dan mengenai sebuah balok yang bermassa 0,3 kg seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
Jika peluru tertanam pada balok dan keduanya bergerak bersama hingga mencapai ketinggian 0,2 m, maka kecepatan peluru sebelum menumbuk balok adalah .....
A. 2 m/s
B. 4 m/s
C. 6 m/s
D. 8 m/s
E. 10 m/s
Pembahasan :
Dik : mp = 100g = 0,1 kg, mb = 0,3 kg, h = 0,2 m.
Langkah awal yang perlu dilakukan adalah mengidentifikasi jenis tumbukan yang terjadi antara peluru dan balok. Berdasarkan gambar di atas, terlihat bahwa setelah tumbukan, peluru tertanam di dalam balok dan bergerak bersama-sama ke arah yang sama.
Itu artinya, kecepatan peluru dan kecepatan balok setelah bertumbukan adalah sama besar. Kondisi ini merupakan ciri-ciri dari tumbukan tidak lenting sama sekali. Jadi, jelaslah jenis tumbukan pada soal ini adalah tumbukan tidak lenting sama sekali.
Perhatikan gambar di atas. Kecepatan kedua benda setelah tumbukan dan mencapai ketinggian h dapat dihtung dengan prinsip GLBB. Seperti yang kita ketahui, h merupakan ketinggian maksimum yang dicapai keduanya sehingga kecepatan peluru dan balok pada ketinggian tersebut adalah nol.
Dengan demikian kecepatan awal keduanya atau kecepatan setelah tumbukan dapat dihitung dengan rumus berikut :
⇒ v2 = vo2 − 2gh
⇒ 0 = vo2 − 2gh
⇒ vo2 = 2gh
⇒ vo = √2gh
⇒ vo = √2(10)(0,2)
⇒ vo = 2 m/s
Perlu diperhatikan bahwa Vo pada perhitungan ini menyatakan kecepatan kedua benda setelah tumbukan yang kebetulan berdasarkan jenis geraknya termasuk kecepatan awal gerak lurus berubah beraturan. Jadi, dalam hal ini berlaku vo = v'.
Kita sudah mengetahui kecepatan kedua benda setelah tumbukan, sekarang kembali ke soal utama dimana kita diminta untuk menentukan kecepatan peluru sebelum bertumbukan. Untuk menentukannya, kita dapat memanfaatkan hukum kekekalan momentum.
Berdasarkan hukum kekekalan momentum :
⇒ Pp + Pb = Pp' + Pb'
⇒ mp.vp + mb.vb = (mp + mb) v'
Karena balok yang digantung mula-mula diam, maka kecepatan awalnya adalah Nol, sehingga:
⇒ 0,1 vp + 0,3(0) = (0,1 + 0,3) v'
⇒ 0,1 vp = 0,4 v'
⇒ vp = 4 v'
⇒ vp = 4 (2)
⇒ vp = 8 m/s.
Dari perhitungan di atas, maka dapat dilihat bahwa kecepatan awal peluru sebelum menumbuk balok yang digantung adalah 8 m/s.
Demikian pembahasan contoh soal tentang momentum dan impuls, yaitu menentukan kecepatan benda sebelum benda bertumbukan.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya membagikannya kepada teman-teman Kalian melalui tombol share sosial media yang kalian punya.
Untuk contoh soal lainnya mengenai momentum dan impuls, bisa Sobat Tafsi cek di menu contoh fisika atau melalui tombol kategori di bawah ini.
Sebagai bahan acuan untuk mengidentifikasi jenis tumbukan, berikut kata-kata yang sering menandakan bahwa tumbukan yang terjadi merupakan tumbukan tidak lenting sama sekali :
1). Kedua benda saling menempel atau menyatu
2). Benda satu tertanam dalam benda lainnya
3). Kecepatan setelah tumbukan sama besar
4). Setelah tumbukan kedua benda bergerak bersama-sama dengan kecepatan sama
5). Koefisien restitusinya sama dengan nol.
Contoh #1 : Kecepatan Sebelum Tumbukan
Sebuah peluru bermassa 100 gram ditembakkan dan mengenai sebuah balok yang bermassa 0,3 kg seperti terlihat pada gambar di bawah ini.
Jika peluru tertanam pada balok dan keduanya bergerak bersama hingga mencapai ketinggian 0,2 m, maka kecepatan peluru sebelum menumbuk balok adalah .....
A. 2 m/s
B. 4 m/s
C. 6 m/s
D. 8 m/s
E. 10 m/s
Pembahasan :
Dik : mp = 100g = 0,1 kg, mb = 0,3 kg, h = 0,2 m.
Langkah awal yang perlu dilakukan adalah mengidentifikasi jenis tumbukan yang terjadi antara peluru dan balok. Berdasarkan gambar di atas, terlihat bahwa setelah tumbukan, peluru tertanam di dalam balok dan bergerak bersama-sama ke arah yang sama.
Itu artinya, kecepatan peluru dan kecepatan balok setelah bertumbukan adalah sama besar. Kondisi ini merupakan ciri-ciri dari tumbukan tidak lenting sama sekali. Jadi, jelaslah jenis tumbukan pada soal ini adalah tumbukan tidak lenting sama sekali.
Perhatikan gambar di atas. Kecepatan kedua benda setelah tumbukan dan mencapai ketinggian h dapat dihtung dengan prinsip GLBB. Seperti yang kita ketahui, h merupakan ketinggian maksimum yang dicapai keduanya sehingga kecepatan peluru dan balok pada ketinggian tersebut adalah nol.
Dengan demikian kecepatan awal keduanya atau kecepatan setelah tumbukan dapat dihitung dengan rumus berikut :
⇒ v2 = vo2 − 2gh
⇒ 0 = vo2 − 2gh
⇒ vo2 = 2gh
⇒ vo = √2gh
⇒ vo = √2(10)(0,2)
⇒ vo = 2 m/s
Perlu diperhatikan bahwa Vo pada perhitungan ini menyatakan kecepatan kedua benda setelah tumbukan yang kebetulan berdasarkan jenis geraknya termasuk kecepatan awal gerak lurus berubah beraturan. Jadi, dalam hal ini berlaku vo = v'.
Kita sudah mengetahui kecepatan kedua benda setelah tumbukan, sekarang kembali ke soal utama dimana kita diminta untuk menentukan kecepatan peluru sebelum bertumbukan. Untuk menentukannya, kita dapat memanfaatkan hukum kekekalan momentum.
Berdasarkan hukum kekekalan momentum :
⇒ Pp + Pb = Pp' + Pb'
⇒ mp.vp + mb.vb = (mp + mb) v'
Karena balok yang digantung mula-mula diam, maka kecepatan awalnya adalah Nol, sehingga:
⇒ 0,1 vp + 0,3(0) = (0,1 + 0,3) v'
⇒ 0,1 vp = 0,4 v'
⇒ vp = 4 v'
⇒ vp = 4 (2)
⇒ vp = 8 m/s.
Dari perhitungan di atas, maka dapat dilihat bahwa kecepatan awal peluru sebelum menumbuk balok yang digantung adalah 8 m/s.
Jawaban : D
Demikian pembahasan contoh soal tentang momentum dan impuls, yaitu menentukan kecepatan benda sebelum benda bertumbukan.
Jika pembahasan ini bermanfaat, bantu edutafsi ya membagikannya kepada teman-teman Kalian melalui tombol share sosial media yang kalian punya.
Untuk contoh soal lainnya mengenai momentum dan impuls, bisa Sobat Tafsi cek di menu contoh fisika atau melalui tombol kategori di bawah ini.
Edutafsi.com adalah blog tentang bahan belajar. Gunakan menu atau penelusuran untuk menemukan bahan belajar yang ingin dipelajari.