Contoh Soal Tumbukan Lenting Sempurna dan Tidak Lenting Sama Sekali beserta Pembahasannya

Yuk, perdalam pemahaman kamu tentang tumbukan lenting sempurna dan tidak lenting sama sekali dengan mengerjakan soal di artikel ini!

18 Oktober 2024 Lintang Filia

Ikuti Mamikos Info di Google

Soal 3

Sebuah bola tenis bermassa 0,2 kg bergerak dengan kecepatan 15 m/s ke arah kanan dan menumbuk bola pingpong bermassa 0,1 kg yang bergerak dengan kecepatan 5 m/s ke arah kiri.

Hitunglah kecepatan kedua benda setelah tumbukan jika tumbukannya lenting sempurna.

Pembahasan:

Sama seperti soal nomor 1, paada tumbukan lenting sempurna berlaku hukum kekekalan momentum dan koefisien restitusi e = 1.

Momentum sebelum tumbukan:

$p_{\text{sebelum}} = (0,2 \cdot 15) + (0,1 \cdot (-5)) = 3 - 0,5 = 2,5 \, \text{kg.m/s}$

Setelah tumbukan, kekekalan momentum:

$2,5 = 0,2 \cdot v'_1 + 0,1 \cdot v'_2 \quad \text{(persamaan 1)}$

Dengan koefisien restitusi e = 1, diperoleh:

$v'_2 - v'_1 = -(v_2 - v_1) = -( -5 - 15 ) = 20 \, \text{m/s} \quad \text{(persamaan 2)}$

Substitusi persamaan (2) ke persamaan (1):

$2,5 = 0,2 \cdot v'_1 + 0,1 \cdot (v'_1 + 20)$

$2,5 = 0,2 v'_1 + 0,1 v'_1 + 2$

$2,5 = 0,3 v'_1 + 2$

$0,5 = 0,3 v'_1$

$v'_1 = \frac{0,5}{0,3} = 1,67 \, \text{m/s}$

Substitusi ke persamaan (2):

$v'_2 = 1,67 + 20 = 21,67 \, \text{m/s}$

Maka kecepatan bola tenis setelah tumbukan adalah 1,67 m/s, dan kecepatan bola pingpong adalah 21,67 m/s.

15 Contoh Soal Peluang Suatu Kejadian beserta Pembahasannya Lengkap

Soal 4

Dua mobil masing-masing bermassa 800 kg dan 1200 kg bergerak saling mendekati. Mobil pertama bergerak dengan kecepatan 20 m/s, sedangkan mobil kedua bergerak dengan kecepatan 10 m/s.

Setelah terjadi tumbukan tidak lenting sama sekali, berapakah kecepatan kedua mobil tersebut?

Pembahasan:

Pada tumbukan tidak lenting sama sekali kedua benda akan menyatu setelah tumbukan, maka di soal ini hukum kekekalan momentum berlaku.

Momentum sebelum tumbukan:

$p_{\text{sebelum}} = (800 \cdot 20) + (1200 \cdot (-10)) = 16000 - 12000 = 4000 \, \text{kg.m/s}$

Setelah tumbukan, kedua mobil bergerak bersama dengan kecepatan yang sama:

$4000 = (800 + 1200) \cdot v'$

$v' = \frac{4000}{2000} = 2 \, \text{m/s}$

Jadi, kecepatan kedua mobil setelah tumbukan adalah 2 m/s ke arah mobil pertama.

Soal 5

Sebuah bola bermassa 0,5 kg jatuh dari ketinggian 10 meter dan menumbuk tanah dengan kecepatan 14 m/s. Jika tumbukan dengan tanah adalah lenting sempurna, berapakah kecepatan bola setelah memantul?

Pembahasan:

Pada tumbukan lenting sempurna dengan tanah, energi kinetik tidak berubah dan kecepatan bola setelah memantul sama dengan kecepatan sebelum tumbukan. Namun, hanya arahnya saja yang berlawanan.

Karena koefisien restitusi e = 1, maka:

$v' = -v = -14 \, \text{m/s}$

Jadi, kecepatan bola setelah memantul adalah 14 m/s ke atas.

15 Contoh Soal Energi Terbarukan Fisika Kelas 10 SMA Kurikulum Merdeka dan Jawabannya

Soal 6

Sebuah peluru bermassa 0,02 kg ditembakkan dengan kecepatan 200 m/s menuju balok kayu bermassa 2 kg yang diam. Kemudian peluru menempel pada balok setelah tumbukan. Berapakah kecepatan balok dan peluru setelah tumbukan?

Pembahasan:

Kita akan menggunakan hukum kekekalan momentum karena pada tumbukan tidak lenting sama sekali, peluru dan balok menyatu setelah tumbukan.

Momentum sebelum tumbukan:

$p_{\text{sebelum}} = (0,02 \cdot 200) + (2 \cdot 0) = 4 \, \text{kg.m/s}$