Jawaban:

Penjelasan:

Untuk menyelesaikan soal ini, kita perlu menggunakan konsep energi kinetik dan hukum Newton II.

Besarnya energi kinetik balok saat menekan pegas adalah ...

Diketahui:

Massa es batu (m) = 2 kg

Kelajuan awal (v) = 10 m/s

Gaya gesekan dengan lantai (F) = 2 N

Jarak gesekan dengan lantai (d) = 10 m

Jarak tekan pegas (x) = 20 cm = 0,2 m

Konstanta pegas (k) = ?

Energi kinetik saat menekan pegas (Ek) = ?

Pertama, kita hitung energi kinetik awal balok:

Ek = 1/2 * m * v^2

Ek = 1/2 * 2 * (10)^2

Ek = 100 J

Selanjutnya, kita hitung kerja yang dilakukan oleh gesekan dengan lantai:

W = F * d * cos(180°)

W = 2 * 10 * cos(180°)

W = -20 J

Karena kerja yang dilakukan oleh gesekan berlawanan arah dengan gerak balok, maka tanda negatif menunjukkan bahwa energi kinetik balok berkurang.

Energi kinetik setelah meluncur sejauh 10 m adalah:

Ek' = Ek + W

Ek' = 100 J + (-20 J)

Ek' = 80 J

Kemudian, energi kinetik tersebut digunakan untuk menekan pegas sejauh 0,2 m. Sehingga, energi potensial pegas terbentuk dengan besarnya:

Ep = 1/2 * k * x^2

Karena energi tidak diciptakan atau dihancurkan, maka energi kinetik awal sama dengan energi potensial pegas yang terbentuk, yaitu:

Ek' = Ep

80 J = 1/2 * k * (0,2)^2

k = 2000 N/m

Jadi, besarnya energi kinetik balok saat menekan pegas adalah 80 J, dan besar konstanta pegas pada kasus tersebut adalah 2000 N/m.

Besar konstanta pegas pada kasus tersebut adalah ...

Sudah dijawab pada nomor 1. Besar konstanta pegas pada kasus tersebut adalah 2000 N/m.