Bola A yang massanya 2 kg mula-mula dalam keadaan diam, kemudian bergerak kekanan dengan percepatan 2 m.s-2. Setelah 10 detik, bola A menumbuk bola B yang sedang bergerak kekiri dengan kecepatan 10 m.s-1. Jika massa B 4 kg dan tumbukan lenting sempurna, maka kecepatan A dan B setelah tumbukan adalah

Jawaban yang benar adalah 20 m/s dan 10 m/s.

Diketahui :
mA = 2 kg (gerak ke kanan)
aA = 2 m/s²
voA = 0
mB = 4 kg
vB = -10 m/s (ke kiri)

Ditanya : vA’ = …? vB’ = …?

Penyelesaian :
Pada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik.

Hitung kecepatan benda setelah 10 s.
vA = vo + at
vA = 0 + 2(10)
vA = 20 m/s

Gunakan hukum kekekalan momentum untuk menentukan persamaan vA dan vB.
mA vA + mB vB = mA vA’ + mB vB’
2(20) + 4(-10) = 2(vA’) + 4(vB’)
40 – 40 = 2vA’ + 4vB’
0 = 2vA’ + 4vB’
2vA’ = -4vB’
kedua ruas dibagi 2
vA’ = -2vB’…….(persamaan 1)

Pada tumbukan lenting sempurna koefisien restitusinya 1 (e = 1).
e = -(vB’ – vA’)/(vB -vA)
1 = (vA’ – vB’)/(vB -vA)
vB – vA = vA’ -vB’
-10 – 20 = vA’ – vB’
-30= vA’ – vB’
vB’ – 30 = vA’ ……..(persamaan 2)

persamaan 1 = persamaan 2
vA’ = vA’
-2vB’ = vB’ – 30
30 = vB’ + 2vB’
30 = 3vB’
30/3 = vB’
10 m/s = vB’
(kecepatan positif menunjukkan benda bergerak ke kanan)

Hitung kecepatan benda A setelah tumbukan menggunakan peersamaan 1.
vA’ = -2vB’.
vA’ = -2(10)’
vA’ = -20 m/s
(kecepatan negatif menunjukkan benda bergerak ke kiri)

Dengan demikian, setelah tumbukan kecepatan A 20 m/s dan B 10 m/s.

BACA JUGA  Gambar berikut adalah gelombang longitudinal pada slinki. Apabila panjang gelombang yang dibutuhkan sampai R adalah 14 cm, dengan waktu 0,5 s, maka cepat rambat gelombangnya adalah ......