Jawaban:

d. balok berhenti setelah bergerak sejauh 1,33 meter

Penjelasan:

Dalam soal ini, kita dapat menggunakan hukum energi mekanik untuk menyelesaikannya. Hukum energi mekanik menyatakan bahwa energi mekanik sebuah benda (yang terdiri dari energi kinetik dan energi potensial) selalu konstan selama tidak ada gaya non-konservatif yang bekerja pada benda tersebut.

Kita asumsikan bahwa pegas dan permukaan yang dilalui balok merupakan gaya konservatif, sehingga energi mekanik selalu konstan. Kita juga asumsikan bahwa balok bergerak dalam satu dimensi.

Dari informasi yang diberikan, kecepatan awal benda adalah 2 m/s. Kita dapat menghitung energi kinetik awal benda sebagai berikut:

Ek = 1/2 mv^2

= 1/2 x 2 x 2^2

= 4 J

Kita juga diketahui bahwa permukaan yang dilalui balok kasar dengan gaya gesek sebesar 3 N. Kita dapat menghitung usaha yang dilakukan oleh gaya gesek tersebut ketika balok bergerak sejauh s:

W = Fs

= 3 x s

Kita dapat menggunakan prinsip konservasi energi untuk mencari jarak maksimal yang dapat ditempuh oleh balok sebelum berhenti. Energi mekanik awal sama dengan energi mekanik akhir, sehingga:

Ekawal + Epawal = Ekakhir + Epakhir + Wgesek

Karena balok tidak bergerak secara vertikal, maka perubahan energi potensial (Ep) sama dengan nol. Maka persamaan di atas dapat disederhanakan menjadi:

Ekawal = Ekakhir + Wgesek

1/2 mv^2 = 3s

s = (1/2 mv^2)/3

= (1/2 x 2 x 2^2)/3

= 1/3 meter

= 0,33 meter

Sehingga jawaban yang benar adalah d) balok berhenti setelah bergerak sejauh 1,33 meter.