Bola A bergerak dengan kecepatan 2 m/s ke kanan menumbuk lenting sempurna bola B yang sedang bergerak ke kiri dengan kecepatan 1 m/s. Bila kedua bola memiliki massa yang sama, maka besar kecepatan masing-masing bola setelah tumbukan adalah ….

A. v’A = 1 m/s ; v’B = 2 m/s
B. v’A = v’B = 1 m/s
C. v’A = 2 m/s ; v’B = 1 m/s
D. v’A = v’B = 2 m/s
E. v’A = v’B = 3/2 m/s

Jawaban yang benar untuk pertanyaan tersebut adalah A.

Diketahui:
va = 2 m/s
vb = -1 m/s (karena ke kiri)
ma = mb = m

Ditanya: va’ dan vb’

Jawab:
Konsep yang digunakan dalam menjawab soal ini adalah persamaan hukum kekekalan momentum pada tumbukan lenting sempurna. Persamaan yang digunakan yaitu:
pawal = pakhir
mava + mbvb = mava’ + mbvb’
Dengan:
m = massa (kg)
v = kecepatan sebelum tumbukan (m/s)
v’ = kecepatan setelah tumbukan (m/s)
p = momentum (kgm/s)

Maka:
mva – mvb = mva’ + mvb’
2 – 1 = va’ + vb’
1 = va’ + vb’…(1)

Pada tumbukan lenting sempurna, nilai koefisien restitusi (e) sama dengan 1 maka:
e = -(va’ – vb’)/(va – vb)
1 = -(va’ – vb’)/(2 – (-1))
1 = -(va’ – vb’)/3
va’ – vb’ = -3…(2)

Eliminasi persamaan 1 dan 2 maka:
va’ + vb’ = 1
va’ – vb’ = -3
______________ –
2vb’ = 4
vb’ = 2 m/s

Substitusi vb’ ke persamaan 1:
va’ + 2 = 1
va’ = 1 – 2 = -1 m/s ( 1 m/s ke kiri)

Jadi, va’ = 1 m/s dan vb’ = 2 m/s

Maka, jawaban yang tepat adalah A.

BACA JUGA  Gas ideal berada dalam sistem tertutup dipanaskan secara serentak sehingga gas berubah dari p0, V0, dan T0, menjadi p0, V1, dan T1. Proses termodinamika yang terjadi adalah ....