Soal Dan Pembahasan Jenis-Jenis Tumbukan

Sebuah benda bermassa 4 kg bergerak lurus dengan kecepatan tetap 6 m/s. Benda tersebut menumbuk suatu balok sehingga saat-saat benda tersebut menjadi 4 kali saat-saat mulanya dengan arah yang berlawanan. Pertambahan saat-saat balok yakni …. kg m/s.

A. 100 D. 160

B. 120 E. 240

C. 140

Pembahasan :
Dik : m₁ = 4 kg , v₁ = 6 m/s , P₁‘ = -4mv.
Untuk melakukan soal perihal tumbukan , kita sanggup menggunakan aturan kekekalan saat-saat alasannya yakni jumlah saat-saat sebelum dan sesudah tumbukan senantiasa sama. Berdasarkan aturan kekekalan saat-saat maka berlaku :
⇒ P₁ + P₂ = P₁‘ + P₂‘
⇒ m₁.v₁ + P₂ = -4mv + P₂‘
⇒ mv + P₂ = -4mv + P₂‘
⇒ mv + 4mv = P₂‘ − P₂
⇒ mv + 4mv = ΔP₂
⇒ ΔP₂ = 5mv
⇒ ΔP₂ = 5 (4) (6)
⇒ ΔP₂ = 120 kg m/s
Bacaan Lainnya
Jawaban : B
Sebuah bandul bermassa 2 kg diikat dengan tali dan dilepas dari ketinggian 1 m seumpama gambar di bawah ini.

Jika bandul menumbuk peti liat bermassa 1 kg yang ditaruh di bab paling rendah lintasannya dan terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali , maka ketinggian h’ yang sanggup diraih keduanya yakni ….

A. 0 ,44 m D. 0 ,71 m

B. 0 ,52 m E. 0 ,84 m

C. 0 ,63 m

Pembahasan :
Dik : mb = 2kg , mp = 1kg , h = 1 m.
Ketika pertama dilepas , kecepatan bandul yakni nol. Namun kemudian kian cepat alasannya yakni pengaruh percepatan gravitasi. Kecepatan bandul sebelum menumbuk peti sanggup dijumlah dengan rumus berikut :
⇒ vb = √2gh
⇒ vb = √2(10)(1)

⇒ vb = 2√5 m/s
Kecepatan sesudah tumbukan :
⇒ vb’ = √2gh’
⇒ vb’ = √2(10)(h’)
⇒ vb’ = 2√5h’ m/s
Kedua benda bertumbukan tidak lenting sama sekali sehingga berlaku vb’ = vp’ = v’. Berdasarkan aturan kekalan saat-saat :
⇒ P_b + P_p = P_b‘ + P_p‘
⇒ mb.v_b + 0 = (mb + mp) v’
⇒ 2 (2√5) = (2 + 1) (2√5h’)
⇒ 4√5 = 6√5h’
Untuk menerima nilai h’ , maka persamaan dikuadratkan.
⇒ 80 = 180 h’
⇒ h’ = 0 ,44 m.
Jawaban : A
Dua buah bola A dan B bermasa 2 kg mula-mula bergerak dengan arah yang serupa dengan kecepatan masing-masing 4 m/s dan 1 m/s. Jika kedua bola bertumbukan tidak lenting sama sekali , maka kecepatan bola B sesudah tumbukan yakni …..
A. 1 ,0 m/s D. 2 ,5 m/s

B. 1 ,5 m/s E. 3 ,5 m/s

C. 2 ,0 m/s

Pembahasan :
Dik : m_A = m_B = 2 kg , v_A = 4m/s , v_B = 1 m/s.
Pada tumbukan lenting tidak tepat berlaku :
1. Hukum kekekalan momentum
2. Koefisien restitusi e = 0
3. Kecepatan benda sesudah tumbukan sama
Berdasarkan aturan kekekalan saat-saat :
⇒ P_A + P_B = P_A‘ + P_B‘
⇒ m_A.v_A + m_B.v_B = (m_A + m_B) v’
⇒ 2(4) + 2(1) = (2 + 2) v’
⇒ 10 = 4v’
⇒ v’ = 2 ,5 m/s
Jadi v’_B = 2 ,5 m/s
Jawaban : D
Balok bermassa 2 kg mula-mula membisu di atas lantai berangasan dengan koefisien tabrakan 0 ,3. Balok tersebut kemudian ditumbuk oleh beton bermassa 6 kg yang bergerak dengan kecepatan 4 m/s. Jika tumbukan yang terjadi yakni tumbukan lenting tepat , maka jarak yang ditempuh oleh balok tersebut sesudah tumbukan yakni …..
A. 4 m D. 8 m

B. 5 m E. 10 m

C. 6 m

Pembahasan :
Dik : vb = 0 , mb = 2 kg , μ = 0 ,3; m = 6 kg , v = 4 m/s.
Jika dua buah benda bertumbukan lenting tepat maka berlaku :
1. Hukum kekekalan momentum
2. Hukum kekekalan energi kinetik
3. Koefisien restitusi e = 1
Berdasarkan aturan kekekalan saat-saat :
⇒ P_b + P = P_b‘ + P’
⇒ m_b.v_b + m.v = m_b.v_b‘ + m.v’
⇒ 0 + m.v = m_b.v_b‘ + m.v’
⇒ 6(4) = 2v_b‘ + 6v’
⇒ 2v_b‘ + 6v’= 24
⇒ v_b‘ + 3v’= 12 ……. (1)
Berdasarkan koefisien restitusi :

⇒ e = -(v’ − v_b‘)

v − v_b

⇒ 1 = -(v’ − v_b‘)

4 − 0

⇒ 4 = -v’ + v_b‘
⇒ v’ = v_b‘ − 4 ……. (2)
Substitusi persamaan (2) ke persamaan (1) :
⇒ v_b‘ + 3v’= 12
⇒ v_b‘ + 3(v_b‘ − 4) = 12
⇒ v_b‘ + 3v_b‘ − 12 =12
⇒ 4v_b‘ = 24
⇒ v_b‘ = 6m/s
Selanjutnya , menurut rancangan kerja keras :
⇒ W = Δ Ek
⇒ Fgesek.s = Ek’ − Ek_o
⇒ N.μ.s = ½ mb.vb’² − 0
⇒ 2(10)(0 ,3).s = ½ (2)(6)²
⇒ 6s = 36
⇒ s = 6 m
Jawaban : C
Dua benda A dan B masing-masing 4 kg dan 2 kg bergerak saling mendekati dengan kecepatan masing-masing 2 m/s dan 8 m/s. Kedua benda bertumbukan dan saling menempel. Kecepatan kedua benda sesudah tumbukan yakni …..

A. 1 ,24 m/s D. 4 ,20 m/s

B. 1 ,33 m/s E. 4 ,46 m/s

C. 3 ,45 m/s

Pembahasan :
Dik : m_A = 4 kg , m_B = 2 kg , v_A = 2 m/s , v_B = -8 m/s.

Berdasarkan aturan kekekalan saat-saat :
⇒ P_A + P_B = P_A‘ + P_B‘
⇒ m_A.v_A + m_B.v_B = (m_A + m_B) v’
⇒ 4(2) + 2(-8) = (4 + 2) v’
⇒ 8 − 16 = 6v’
⇒ -8 = 6v’
⇒ v’ = -1 ,33 m/s
Tanda negatif berbincang bahwa kedua benda bergerak searah benda B.
Jawaban : B