Jawaban:

Kecepatan: 25 cm/dt

Arah: membuat sudut 45 derajat dengan arah mula-mula yang berlawanan

Penjelasan:

Untuk menentukan besar dan arah kecepatan bola M2 setelah tumbukan dengan bola M1, pertama-tama kita harus menggunakan hukum tumbukan elastis. Hukum tumbukan elastis menyatakan bahwa jumlah momentum sebelum dan sesudah tumbukan tetap, yaitu:

m1 * v1 + m2 * v2 = m1 * v1' + m2 * v2'

Dimana:

m1 adalah massa bola M1

v1 adalah kecepatan bola M1 sebelum tumbukan

m2 adalah massa bola M2

v2 adalah kecepatan bola M2 sebelum tumbukan

v1' adalah kecepatan bola M1 sesudah tumbukan

v2' adalah kecepatan bola M2 sesudah tumbukan

Karena bola M1 dan M2 sama, maka kita dapat menyimpulkan bahwa massa kedua bola tersebut sama, yaitu m1 = m2 = m. Selanjutnya, kita dapat menentukan kecepatan bola M2 sesudah tumbukan dengan mengganti nilai-nilai di dalam persamaan di atas. Misalnya, jika kita mengganti v1 dengan 40 cm/dt, v2 dengan 0 cm/dt, v1' dengan 15 cm/dt, dan menyatakan v2' sebagai v2, maka kita dapat menulis persamaan di atas sebagai berikut:

m * 40 + m * 0 = m * 15 + m * v2

Setelah diselesaikan, didapatkan bahwa kecepatan bola M2 sesudah tumbukan adalah 25 cm/dt. Selanjutnya, kita perlu menentukan arah kecepatan bola M2 sesudah tumbukan. Karena kecepatan bola M1 membuat sudut 45 derajat dengan arah mula-mula, maka kecepatan bola M2 juga akan membuat sudut 45 derajat dengan arah yang berlawanan. Jadi, arah kecepatan bola M2 sesudah tumbukan adalah membuat sudut 45 derajat dengan arah mula-mula yang berlawanan.

Secara keseluruhan, besar dan arah kecepatan bola M2 sesudah tumbukan adalah sebagai berikut:

Kecepatan: 25 cm/dt

Arah: membuat sudut 45 derajat dengan arah mula-mula yang berlawanan