Jawaban:

1. Untuk menghitung perubahan momentum, pertama-tama kita harus mencari kecepatan benda ketika sampai di tanah. Kita bisa menggunakan rumus kinematika:

v² = u² + 2as

dengan v adalah kecepatan akhir (di tanah), u adalah kecepatan awal (5 m/s), a adalah percepatan gravitasi bumi (-10 m/s² karena benda bergerak ke bawah), dan s adalah jarak tempuh (tinggi gedung, 30 m).

v² = 5² + 2(-10)(30)

v² = 625

v = 25 m/s

Kemudian, kita bisa menghitung momentum awal dan akhir benda. Karena benda dilemparkan dari atas gedung, maka momentum awalnya adalah nol. Momentum akhirnya adalah:

p = mv

p = (1 kg)(25 m/s)

p = 25 kg m/s

Sehingga perubahan momentumnya adalah:

Δp = p akhir - p awal

Δp = 25 kg m/s - 0

Δp = 25 kg m/s

Jadi, perubahan momentum ketika benda sampai di tanah adalah 25 kg m/s.

2. Untuk menyelesaikan masalah ini, kita dapat menggunakan hukum kekekalan momentum dan hukum kekekalan energi kinetik.

Pertama-tama, hitung momentum awal sistem sebelum tumbukan:

p awal = mv - 2m(-v) = 3mv

Kemudian, hitung momentum akhir sistem setelah tumbukan:

p akhir = 4m*(-4v) - m*x

Kita tidak mengetahui kecepatan bola B setelah tumbukan, tetapi kita dapat mengekspresikan momentum akhir sebagai fungsi dari kecepatannya:

p akhir = -5mv + m*vB

Di mana vB adalah kecepatan bola B setelah tumbukan. Dengan menggabungkan dua persamaan momentum di atas, kita dapat mencari kecepatan bola B:

3mv = -5mv + m*vB

vB = (8/3)*v

Sekarang kita dapat menggunakan hukum kekekalan energi kinetik untuk memverifikasi hasil ini. Energi kinetik awal sistem sebelum tumbukan adalah:

E awal = (1/2)2mv^2 + (1/2)m(3v)^2 = 13/2mv^2

Energi kinetik akhir sistem setelah tumbukan adalah:

E akhir = (1/2)2m(4v)^2 + (1/2)m(vB)^2

E akhir = 16m*v^2 + (1/2)m((8/3)*v)^2

E akhir = 16mv^2 + 64/9m*v^2

E akhir = 208/9mv^2

Karena tidak ada kehilangan energi kinetik selama tumbukan (tumbukan tidak lenting), maka:

E awal = E akhir

13/2mv^2 = 208/9mv^2

vB = (8/3)*v

Jadi, kecepatan bola B setelah tumbukan adalah 2,6v (pilihan jawaban c).