Jawaban:

Pertanyaan Anda adalah tentang hukum kekekalan momentum. Hukum ini menyatakan bahwa jika tidak ada gaya luar yang bekerja pada suatu sistem tertutup, maka momentum total sistem tersebut tetap konstan. Dalam kasus ini, sistem tertutup adalah nelayan dan perahu sebelum dan sesudah nelayan melompat.

Diketahui:

m = 60 kg

M = 100 kg

v = 2 m/s

Ditanya: V ?

Jawab:

a) Jika nelayan melompat ke air dengan kecepatan 4 m/s searah gerak perahu, maka momentum total sistem sebelum dan sesudah nelayan melompat adalah:

pawal​=pakhir​

(m+M)v=mv1​+MV1​

Di mana v1 adalah kecepatan nelayan setelah melompat dan V1 adalah kecepatan perahu setelah nelayan melompat.

Substitusikan nilai-nilai yang diketahui:

(60+100)×2=60×4+100V1​

320=240+100V1​

100V1​=80

V1​=80​/100

V1​=0,8 m/s

Jadi, kecepatan perahu setelah nelayan melompat ke air dengan kecepatan 4 m/s searah gerak perahu adalah 0,8 m/s.

b) Jika nelayan melompat ke air dengan kecepatan 4 m/s berlawanan arah gerak perahu, maka momentum total sistem sebelum dan sesudah nelayan melompat adalah:

pawal​=pakhir​

(m+M)v=−mv2​+MV2​

Di mana v2 adalah kecepatan nelayan setelah melompat dan V2 adalah kecepatan perahu setelah nelayan melompat.

Substitusikan nilai-nilai yang diketahui:

(60+100)×2=−60×4+100V2​

320=−240+100V2​

100V2​=560

V2​=560​/100

V2​=5,6 m/s

Jadi, kecepatan perahu setelah nelayan melompat ke air dengan kecepatan 4 m/s berlawanan arah gerak perahu adalah 5,6 m/s.