Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum kekekalan momentum dan energi kinetik. Hukum kekekalan momentum menyatakan bahwa momentum total sistem tetap konstan sebelum dan setelah tumbukan, sedangkan hukum kekekalan energi kinetik menyatakan bahwa energi kinetik total sistem juga tetap konstan.

Pertama-tama, kita perlu mengubah kecepatan mobil dari km/jam menjadi m/s:

120 km/jam = 120/3,6 m/s = 33,33 m/s

Selanjutnya, kita dapat menghitung momentum awal dan energi kinetik awal sistem sebelum tumbukan:

Momentum awal = (massa mobil × kecepatan mobil) + (massa becak × kecepatan becak)

= (2.000 kg × 33,33 m/s) + (500 kg × 0 m/s)

= 66.660 kg.m/s

Energi kinetik awal = 1/2 × massa mobil × kecepatan mobil^2 + 1/2 × massa becak × kecepatan becak^2

= 1/2 × 2.000 kg × (33,33 m/s)^2 + 1/2 × 500 kg × (0 m/s)^2

= 1.850.005 J

Setelah tumbukan, momentum dan energi kinetik sistem masih tetap konstan. Kita dapat menggunakan momentum awal untuk menghitung momentum akhir sistem:

Momentum akhir = (massa mobil × kecepatan mobil) + (massa becak × kecepatan becak)

= (2.000 kg × v) + (500 kg × u)

Di sini, v adalah kecepatan mobil dan u adalah kecepatan becak setelah tumbukan. Karena becak diam sebelum tumbukan, kecepatannya setelah tumbukan sama dengan u. Selanjutnya, kita dapat menggunakan hukum kekekalan energi kinetik untuk menghitung energi kinetik akhir sistem:

Energi kinetik akhir = 1/2 × massa mobil × v^2 + 1/2 × massa becak × u^2

Karena energi kinetik total tetap konstan, kita dapat menyelesaikan persamaan di atas untuk v dan u. Pertama, kita substitusikan momentum akhir ke dalam persamaan kekekalan momentum:

Momentum awal = Momentum akhir

2.000 kg × 33,33 m/s = (2.000 kg × v) + (500 kg × u)

66.660 kg.m/s = 2.000 kg × v + 500 kg × u

Selanjutnya, kita substitusikan nilai u dari persamaan di atas ke dalam persamaan kekekalan energi kinetik:

Energi kinetik awal = Energi kinetik akhir

1.850.005 J = 1/2 × 2.000 kg × v^2 + 1/2 × 500 kg × u^2

1.850.005 J = 1.000 kg × v^2 + 0,5 × (2.000 kg × 33,33 m/s)^2

1.850.005 J = 1.000 kg × v^2 + 11.102.