1. Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum kekekalan momentum. Kita dapat menghitung momentum peluru sebelum dan setelah tumbukan, dan menggunakan kekekalan momentum untuk mencari momentum total setelah tumbukan. Dalam hal ini, kita asumsikan bahwa tumbukan berlangsung sempurna, yaitu tidak ada kerugian energi karena tumbukan tidak lenting.

Momentum peluru sebelum tumbukan: p1 = m1v1 = 0.2 kg × 100 m/s = 20 kg m/s

Karena peluru menumbuk balok dan bertahan di dalamnya, maka momentum total setelah tumbukan adalah nol, karena balok dan peluru bergerak bersama-sama:

Momentum total setelah tumbukan: p2 = (m1 + m2) v2 = (0.2 kg + 0.6 kg) × v2 = 0.8 kg × v2

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum, maka momentum total sebelum dan setelah tumbukan harus sama:

p1 = p2

20 kg m/s = 0.8 kg × v2

v2 = 25 m/s

Jadi, kecepatan balok setelah terkena peluru adalah 25 m/s.

2. Karena tumbukan adalah tumbukan sentral, maka kecepatan kedua mobil setelah tumbukan akan sama. Kita dapat menggunakan hukum kekekalan momentum untuk mencari kecepatan akhir mobil:

Momentum total sebelum tumbukan: p1 = m1v1 + m2v2 = 3000 kg × 30 m/s + 0 kg × 0 m/s = 90000 kg m/s

Momentum total setelah tumbukan: p2 = (m1 + m2) v = 5000 kg × v

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum, maka momentum total sebelum dan setelah tumbukan harus sama:

p1 = p2

90000 kg m/s = 5000 kg × v

v = 18 m/s

Jadi, kecepatan kedua mobil setelah tumbukan adalah 18 m/s.

3. Karena bola dijatuhkan dari ketinggian 8 m dan bola dipantulkan kembali setinggi 2 m, maka kita dapat menggunakan hukum kekekalan energi mekanik untuk mencari tinggi pantulan yang kedua kalinya.

Energi potensial gravitasi bola saat dijatuhkan: Ep1 = mgh1 = 1/2 × 0.1 kg × 9.8 m/s² × 8 m = 3.92 J

Karena bola dipantulkan dan tidak ada energi yang hilang akibat gesekan, maka energi kinetik bola saat bola menyentuh lantai sama dengan energi potensial gravitasi bola saat bola dilepaskan dari ketinggian 8 m:

Energi kinetik bola saat menyentuh lantai: Ek1 = Ep1 = 3.92 J

Ketika bola dipantulkan, sebagian dari energi kinetik akan berubah menjadi energi potensial gravitasi, dan sebagian lagi akan tetap sebagai energi kinetik. Karena bola dipantulkan setinggi 2 m, maka tinggi total bola saat bola berada pada posisi tertinggi sebelum pantulan kedua adalah:

h = 8 m + 2 m = 10 m

Energi potensial gravitasi bola saat bola mencapai ketinggian h adalah:

Ep2 = mgh = 1/2 × 0.1 kg × 9.8 m/s² × 10 m = 4.9 J

Karena energi mekanik bola harus sama sebelum dan setelah pantulan, maka energi kinetik bola setelah pantulan kedua adalah:

Ek2 = Energi mekanik bola sebelum pantulan kedua - Energi potensial gravitasi bola saat bola mencapai ketinggian h - Energi kinetik bola saat menyentuh lantai

Ek2 = Ek1 - Ep2 - Ek1 = 3.92 J - 4.9 J - 3.92 J = -4.9 J

Namun, energi kinetik tidak bisa bernilai negatif, sehingga pantulan kedua tidak akan terjadi. Bola akan berhenti pada saat mencapai ketinggian 2 m setelah pantulan pertama.

Jadi, tinggi pantulan yang kedua kalinya adalah tidak terjadi, karena energi kinetik tidak bisa bernilai negatif.

4. Karena tali tarik membentuk sistem tertutup, maka hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi mekanik dapat digunakan untuk menyelesaikan masalah ini.

Karena tali tegang sebelum tali terputus, maka momentum total sistem (Dodo + Bagus) sebelum tali terputus adalah nol. Setelah tali terputus, Dodo akan terlempar ke kiri, sehingga momentum total sistem setelah tali terputus tidak nol.

Kita asumsikan bahwa tidak ada gaya gesekan yang bekerja pada tali tarik dan pada Dodo dan Bagus selama permainan tarik tambang.

Dengan menggunakan hukum kekekalan momentum, maka momentum total sistem sebelum dan setelah tali terputus harus sama:

Momentum total sebelum tali terputus: p1 = m1v1 + m2v2 = 30 kg × 0 m/s + 25 kg × 0 m/s = 0 kg m/s

Momentum total setelah tali terputus: p2 = m1v1' + m2v2'

Karena momentum total setelah tali terputus tidak nol, maka Dodo dan Bagus memiliki momentum yang berlawanan arah.

Kita asumsikan bahwa Dodo terlempar ke kiri dengan kecepatan v, maka Bagus harus terlempar ke kanan dengan kecepatan v', sehingga momentum total sistem setelah tali terputus sama dengan nol:

p2 = m1v + m2v' = (30 kg) (-5 m/s) + (25 kg) v' = 0

v' = (30 kg) (-5 m/s) / (25 kg) = -6 m/s

Jadi, kecepatan Bagus setelah tali terputus adalah -6 m/s.

Karena tidak ada kerugian energi mekanik selama permainan tarik tambang, maka energi kinetik total sistem (Dodo + Bagus) sebelum dan setelah tali terputus harus sama:

Energi kinetik total sebelum tali terputus: Ek1 = 1/2 × m1v1² + 1/2 × m2v2² = 0 J

Energi kinetik total setelah tali terputus: Ek2 = 1/2 × m1v1'² + 1/2 × m2v2'²

Substitusi v1' dan v2':

Ek2 = 1/2 × (30 kg) × (-5 m/s)² + 1/2 × (25 kg) × (-6 m/s)²

Ek2 = 1125 J

Jadi, energi kinetik total sistem setelah tali terputus adalah 1125 J. Ini juga merupakan energi kinetik yang bekerja pada Bagus saat tali terputus.

makasihnya jangan lupa : http://saweria.co/yusufwahyur